Мельник Л.І., Біль В.А., Малюк Н.В.

Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, кафедра хімічної технології композиційних матеріалів, м. Київ

Хлоропренові клеї технічного призначення

Причина популярності гумових клеїв зумовлюється еластичністю клеєного шву. Здатність будь-якого еластомеру піддаватися навантаженню дає можливість розподілити сили, які діють на з’єднання при його зсуві чи роздирі, по площі більшій, ніж та, до якої вони прикладені. Еластомерна природа такого клейового з’єднання дозволяє йому протистояти розриву чи розшаруванню при вдарі. Неопрен краще інших еластомерів, що використовуються для виробництва клеїв, завдяки сукупності таких характеристик, як полярність та кристалічність. Полярність зумовлює більшу різноманітність матеріалів, що склеюються, а кристалічність підвищує міцність з’єднання.

Хлоропрен є одним з найбільш універсальних матеріалів для виробництва клейових композицій. Правильно скомпоновані та виготовлені клеї на основі хлоропрену забезпечують з’єднання, що стійкі до руйнуючої дії масел, хімічних речовин, води, тепла, сонячних променів, та озону. Хлоропрен є стабільною речовиною і здатен розчинятися в багатьох розчинниках та їх комбінаціях, утворюючи при цьому адгезивні розчини, які залишаються стабільними на протязі довгого часу. Досить легко можна змінити в’язкість та швидкість висихання цих розчинів. За допомогою ціленаправленого підбору інгредієнтів клейової суміші можна досягти хорошої адгезії до пористих та гладких підкладок [1, 2].

Клеї на основі хлоропрену дають стабільні сухі плівки, які можна реактивувати за допомогою тепла чи розчинника.

Існує багато типів неопрену, і будь-який з них, здатний розчинятися в розчиннику, може бути використаний як основа для виробництва клеїв. Властивості клею залежать від властивостей неопрену, однак вибір розчинника, який використовується для виробництва клею на основі неопрену, має вирішальне значення для характеристик кінцевого продукту [3].

Вибір розчинника в значній мірі впливає на час зхвачування плівки по краям і життєздатність клею після нанесення на підкладку.

Метою даної роботи була розробка рецептур нових клейових композицій на основі хлоропренів для склеювання гум та гумотехнічних матеріалів.

В якості об’єктів дослідження вибрані такі хлоропренові каучуки: каучук ДКТ-80, наірит AD, байпрен 331, денка хлоропрен ТА-95.

В літературних джерелах для клейових композицій рекомендовані рецептури з наступним співвідношенням компонентів (табл. 1)

Таблиця 1. Узагальнені рецептури клейових композицій на основі

хлоропренових каучуків

Найменування компонентів	Номер клею
	1	2	3	4
Каучук ДКТ-80	100	-	-	-
Каучук наірит AD	-	100	-	-
Байпрен 331	-	-	100	-
Денка хлоропрен ТА-95	-	-	-	100
Цинкові білила	5,0	5,0	5,0	5,0
Магнезія палена	7,0	7,0	7,0	7,0
Модифікатор РУ-НП	2,0	2,0	2,0	2,0
БС-50	5,0	5,0	5,0	5,0
Етилацетат	239	239	239	239
Нефрас	239	239	239	239

Проведено дослідження впливу зміни хлоропренового каучуку на властивості клеїв (табл. 2)

Таблиця 2. Властивості клеїв на основі хлоропренових каучуків

Найменування показників	Номер клею
	1	2	3	4
Межа міцності при розшаруванні клейових з’єднань, кН/м - пориста гума - пориста гума - гума марки ВШ - кирза двошарова - прогумована тканина - прогумована тканина	0,64 0,91 0,66	0,64 1,05 0,77	0,62 0,92 0,63	0,61 0,78 0,57

В якості оптимальної рецептури для виготовлення клею вибрана рецептура № 2 на основі хлоропренового каучуку наіриту AD. Клеї на основі цього каучуку мають найкращі адгезійні властивості (див. табл. 2).

Добрими розчинниками каучуку наірит AD є ароматичні і хлоровані вуглеводні (толуол, метиленхлорид трихлоретилен), але вони досить токсичні тому дослідження проводили з використанням суміші розчинників, які самостійно каучуки не розчиняють (нефрас - етилацетат).

Досліджувалися системи розчинників нефрасу і етилацетату у співвідношенні відповідно від 3:1 до 1:3.

Виявлено, що найбільш стабільні клейові системи на суміші розчинників нефрасу і етилацетату, взятих у співвідношенні від 1:1 до 1:3 (рис. 1). Системи зі співвідношенням розчинників поза вказаних меж при зберіганні розшаровуються.

Основними показниками для клейових композицій є адгезійна міцність. Проведено дослідження впливу виду та кількості модифікуючих додатків (інден-кумаронової та фенолформальдегідної смол, варіювання вмісту додатку в межах 30-50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука) на адгезійні властивості клейових композицій на основі наіриту АD (табл. 3).

Рис.1. Залежність в’язкості клею від часу зберігання при співвідношенні розчинників нефрас – етилацетат:

1 – 1:1; 2 – 1:2; 3 – 1:3.

Як видно з рис. 1 зі збільшенням вмісту нефрасу в суміші розчинників в’язкість клею з часом зростає.

Таблиця 3. Межа міцності при розшаруванні (кН/м) клейових композицій на основі наіриту АD

Найменування показників		Номер гумової суміші, кількість додатку
		2
		30 мас.%		40 мас.%		50 мас.%
Адгезійний додаток інден-кумаронова смола
- гума пориста - гума пориста - гума марки ВШ - кирза двошарова - прогумована тканина - прогумована тканина	0,59 1,05 0,72		0,79 1,10 0,94		0,56 0,95 0,70
Адгезійний додаток фенолформальдегідна смола
- гума пориста-гума пориста - гума марки ВШ - кирза двошарова - прогумована тканина - прогумована тканина	0,81 1,17 0,91		1,05 1,21 0,96		0,79 1,15 0,87

Проаналізувавши результати приведені в табл. 3, стає очевидним, що кращі адгезійні властивості мають хлоропренові клеї з вмістом фенолформальдегідної смоли, їх значення приблизно на 20 % перевищують міцнісні характеристики при розшарування хлоропренових клеїв з інден-кумароновою смолою в якості адгезійного додатку.

Оптимальний вміст фенолформальдегідної смоли 40 мас. ч. на 100 мас. ч. каучуку, при цьому адгезійна міцність складає 0,96-1,21 кН/м.

При зберіганні клеїв при кімнатній температурі протягом 6 місяців, виявлено, що клеї, з вмістом фенолформальдегідної смоли, стабільні при зберіганні, а клеї з інден-кумароновою смолою залежувалися через три місяці.

Література:

1. Кошелев Ф.Ф. Общая технология резины. М.: Химия, 1978. – 461 с.

2. Кардашов Д.А. Синтетические клеи. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1976. - 503 с.

3. Клеи для крепления резин. Справочник. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1969. - 82 с.