Адгезионный состав

 

АДГЕЗИОННЬЙ СОСТАВ для крепления пленки на основе алифатического полиамида к металлической подложке, содержащий спирторастворимый полиамид или поливинилбутираль и алифатический спирт, о тличающийся тем, что, с целью повьшения адгезионной прочности , он дополнительно содержит муравьинокислую медь, воду и ингибитор коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%: Спирторастворимый полиамид или поливинил0 ,5-2,П бутираль Муравьинокислая 0,02-0,20 медь Ингибитор корро0 ,005-0,050 зии 1-5 Вода (Л Алифатический Остальное спирт

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (И) 4(si) С 09 J 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,02-0 20

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ, И OTHPblTHA (21) 3682621/23-05 (22) 30,12.83 (46) 23.04.85. Бюл. N 15 (7?) С.С. Песецкий, О.Н. Александрова и В.Е. Старжинский (71) Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР (53) 678. 026 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

NI 882757, кл. B 29 D 3/02, 1978.

2. Песецкий С.С. Исследование литьевых адгезионных соединений полиамидов с металлами: Автореферат канд. дис., Рига, 1.980, с 9-11 (прототип). (54)(57) АДГЕЗИОННЫИ СОСТАВ для крепления пленки на основе алифатического полиамида к металлической подложке, содержащий спиртораство 1 римый полиамид или поливинилбутираль и алифатический спирт, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения адгезионной прочности, он дополнительно содержит муравьинокислую медь, воду и ингибитор коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Спирторастворимый полиамид или поливинилбутираль 0,5-?, A

Муравьинокислая медь

Ингибитор коррозии 0,005-0,050

Вода 1-5

Алифатический спирт

Изобретение относится к технологии склеивания и, в частности, может быть применено для крепления алифатических полиамидных пленок спирт или поливинилбутираль 69,0-94,6

Резольную фенопоформальдегидную смолу

Гексаметилен. тетрамин 0,05-5,00

Хромат цинка 0 05-0 50

Недостатком данного способа является низкая адгезия полиамидоя к металлической поверхности и необходимость нагрева металлической арматуры до ?40-360 С.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является адгезионный состав для крепления алифатических полиамидов к металлам

ГЛ содержащий. спирторастворимый полиамид или поливинилбутираль (0,52,0 мас.X) и алифатический спирт (остальное) .

Недостатком известного состава является невысокая апгезионная

5-30 прочность.

Целью изобретения является повышение адгезионной прочности.

Поставленная цепь достигается тем, что адгезионный состав для крепления пленки на основе алифатических полиамидов к металлической подложке, содержащий спирторастворимый полиамид или полипинилбутираль и алифатический спирт, дополнительно содержит муравьинокислую медь, воду и ингибитор коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Спирторастворимый полиамид или поливинилбути0,5-2,0 раль .Муравьинокислая медь 0,02-0,20

Водорастворимый ингибитор коррозии0,005-0,050 к металлам.

Известен способ изготовления армированных изделий из полиамидоя (1j согласно которому на поверхность металлической арматуры наносится адгезионный состав, включающий, мас.X:

Поливиниловый

1151567

Вода 1-5

Алифатнческий спирт Остальное

Предложенный состав предназначен для создания адгезионного промежуточного слоя на поверхности металла при креплении к нему алифатических полиамидов, преимущественно в виде пленки.

f0 Технология адгезионного соединения алифатических полиамидов с металлами при помощи данного состава включает нанесение на поверхность металлической арматуры адге1 зионного состава с последующей сушкой, с термообработкой адгезионного состава. и нанесением расплава полиамида.

При этом обеспечивается сущест20 венное повьппение адгезионной прочности при сравнительно низких температурах нагрева металлической подложки (арматуры).

Предложенный состав эффективен

25 при температуре нагрева арматуры

150-160 С. При температуре 150 С начинается разложение муравьино— кислой меди с выделением атомарной меди, которая активно взаимодейст.вует как с макромолекулами полимера, входящего в адгезионный состав, так и с кислородом воздуха.

При этом медь или ее окисел оказывают каталитическое воздействие на процессы термоокислительного

35 структурирования полимера, входящего в рецептуру состава. В результате этого процесса растет полярность макромолекул и интенсивность их адсорбционного взаимодействия с металлической поверхностью, что и обусловлияает рост адгезионной прочности.

Природа растворителя и ингибитора коррозии металла, входящих в состав, существенного влияния на адгезионную прочность не оказывает.

Растворитель должен быть химически инертным по отношению к металлу, легко удаляться из промежуточного слоя при высушивании. Поскольку муравьинокислая медь .во всех растворителях, кроме воды, труднораст— ворима, то ее следует вводить в состав в виде водного раствора.

Для растворения полимера, входящего в адгезионный состав, можно использовать спирты (этанол, бута25

Последовательность технологических операций при получении соединений следующая. В начале приготавливают адгезионный состав (согласно табл.1). Для этого при периодическом перемешивании приготавливают отдельно растворы полимеров, входящих в состав, а также водный раствор муравьинокислой меди. 3атем в последний раствор вводят необходимое количество ингибитора коррозии. Далее растворы полимера и муравьинокислой меди с ингибитором коррозии сливают в необходимом соотношении. В случае известного адгезионного состава используют

17-ные растворы полимеров в этаноле (табл. 1) . Затем обезжиривают металлическую фольгу многократной протиркой тампонами, смоченными в ацетоне и в толуоле. После этого фольгу устанавливают в горизонтальное положение и наносят на ее поверх-

45

55

3 11515 нол), крезол, фенол, смесевые растворители. Предпочтительно применение нетоксичной водно-этанольной смеси.

Главная роль ингибитора коррозии состоит в предотвращении коррозии 5 металлической поверхности на стадии сушки адгезионного состава, а также при хранении арматуры с нанесенным составом. В качестве ингибиторов коррозии можно использовать хроматы 1р (хромат калия), гексаметилентетрамин, триэтаноламин и другие водорастворимые вещества.

Состав наносится на металч в виде тонкой пленки (оптимальная 5 толщина пленки после высушивания растворителя составляет 0,11,5 мкм).

Для оценки эффективности изобретения проведены следующие эксперименты. Определяют адгезионную прочность соединений алифатических полиамидов Пб (ОСТ 6-06-С9-76, марка

110) и П610 (ГОСТ 10589-73, мар— ка С) с металлической подложкой (арматурой) . В качестве последний используют стальную (марка 08КП, ГОСТ 503 †), алюминиевую (марка А — 99, ГОСТ 618-73} и никелевую (ГОСТ 2170-73) фольги толщиной соответственно 50,100 и 50 мкм.

Характеристика адгезионных составов, использованных при получении промежуточного слоя, приведена в табл.1.

Hость сосTBВ для IIолъ чен!тя лpомF. w< точного адгезионного слоя . Количество раствора рассчитывают исхо.— дя из необходимости обеспечения толщины слоя, равной 0,8-1 мкм.

Растворитель высушивают 60 мин при

50-120 С. После испарения растворителя металлическую фольгу с нанесенным на нее промежуточным адгезионным слоем термообрабатывают в термокамере при 200 и 230 С

10 мин. После окончания термообработки фольгу извлекают. из сушильного шкафа и адгезионно соединяют ее (через промежуточный слой) с полиамидами 6 и 610. Адгезионные соединения получают следующим образом. Фольгу с нанесенным на нее адгезионным слоем укладывают тыльной стороной на нагретую до

225-230 С плиту лабораторного пресса, сверху ка фольгу устанавливают металлическую пластинку с прорезью, в которую закладывают пленку из

Пб или П610, и закрывают пластину пленкой из фторопласта-4. После этого устанавливают верхнюю плиту лабораторного пресса (температура плиты 225-230 С) и производят о прессование образцов. Режим прессования: давление 50 кГ/см, длительность выдержки под давлекием 60 с.

Размер полиамидных покрытий, напрессовываемых на фольгу 110 " 10 х 1 мм.

Испытания образцов производят через сутки после прессования. Адгезионную прочность определяют методом отслаивания фольги от покрытия (машина ZP-40, скорость перемещения подвижного зажима 50 мм/мин), и ха- рактеризуют удельным усилием отслаивания в кН/м.

Адгезиокная прочность соединений полиамидов алифатических 6 и

610 с металлами, полученных при использовании известного и предлагаемого адгезионных составов, приведена в табл.2.

Анализ экспериментальных результатов, представленных в табл.2, свидетельствует о том, что использование изобретения позволяет повысить адгезионную прочность соединений алифатических полиамидов с металлами в 1,4-3,0 раза. Особенно значительно возрастает адгезионная прочность для никеля и алюминия — трудно окисляющихся

1151567

Таблица 1

Составы, мас.Ж

Компоненты, ГОСТ, ТУ, квалификация

1 звестный j4) предлагаемый

1)2 3

6 7 8

4. 5

Спирторастворимый полиамид, ТУ 6-05-1032-73:

П548

П54

Поливинилбутираль, ГОСТ

9439-73, марка

НК

0,5

Иедь муравьинокислая, ТУ 6-09-4384-?7

0,05

0,05

0,05

0,02 0 02

Вода (дистиллят) Растворитель: этанол, ГОСТ 5962-67

99 99 99 98,475 98,475 95,94 95,94 фенол, ГОСТ

6417-52

95,94 бутанол, ГОСТ 6006-51

Ингибитор коррозии металла: триэтаноламин, ГОСТ 6-09-2448-89—

0,01

0,01

0,01

Оэ005 Ою05

Хромат калия, ГОСТ 4459-75 металлов (результаты, полученные для составов Р 1 и 6; Р 3 и 7).

Таким образом, предложенный состав позволяет значительно повысить адгезионную прочность крепления алифатических полиамидов к металлической подложке при сравнительно низких температурах ее нагрева.

В результате наряду с упрочнением металлополимерного соединения снижаются затраты электроэнергии, 5 идущей на нагрев металлической подложки, и интенсивность деструкции нанесенного промежуточного адгезионного слоя.

1151567

Продолжение табл.f

ы» В

Компоненты

ГОСТ, ТУ, квалификация

Составы, мас.7 запредельные концентрации предлагаемый

9 10 11 12 13 14

15 16 17 18

Спирторастворимый. полиамид, ТУ 6-05-1032-73:

П548

2 0,1. 3

П54

Поливинилбутираль, ГОСТ

9439-73, марка

НК

2 — — 0,1 3

0 5 10 0 5 10

3 3 3 3 5 5

0,01 0,01 — 0,05 0,05

95,94

0 001 О 1 0 001 0 1

0,01 — — 0,01

П р и м е ч а н и е. Прочерки в графах означают отсутствие соответствующего компонента в составе.

Т а б л и ц а

Адгезионный состав

Полиамид,адгезионно соединяемый с меМеталл, адгезионно соединяемый с полиамидом

Состав, У таллом

200 С 230 С

1,2

Алюминий О, 8

П6

Известный

4,0

1,0

Сталь

То же

0,4

0,2

Никель

Медь муравьинокислая, ТУ 6-09-4384-77

Вода (дистиллят)

Растворитель: этанол, ГОСТ 5962-67 фенол, ГОСТ

6417-52 бутанол, ГОСТ 6006-51

Ингибитор коррозии металла: триэтаноламин, ГОСТ 6-09-2448-89

Хромат калия, ГОСТ 4459-75

0,05 0,05 0,05 0,05 0,2 0,2 0,01 0,04.0,01 0,4

Адгезйонная прочность соединений (кН/м) в зависимости от температуры термического контактирования промежуточного слоя с металлом

1151567

Металл, адгевионно соединяемый с полиамидом

Полиамид, адгевионнО соеди» няемый с металлом

200дс 230 С

0,8

0,9

Алюминий

0,75

Пб

Алюминий

1,4

1,25

Пб

Алюминий

3,3

1t It

0!7

Сталь и и

0,2

0,3

Никель

Пб 10

1,35

Алюминий

1,?5

1,9

2,4

Алюминий

Предлагаемый 4

То же

То же

И 11 и и

2,0 и и

2,4 и и

11 11

2,7

2,4

I I 1!

И I! и

2,3

t! и

1! 11

2,5

It I I

Алюминий

Пб

2,3

2,0

tt II

2,05 и и

2,2 и и

2,5

II .1I

5 5 и и

Сталь

3,6

5,0 и и и и

1,3 и

Никель

1,5 и и

2,5

2,2

Алюминий

П610 и и

2,1

It И

2,1

Предлагаемый 14

Продолжение табл.2

Адгезнонная прочность соединений (кН/м} в зависимости от температуры термического контактирования промежуточного слоя с металлом

1151567

Продолжение табл.2

Адгезиониий состав

Адгезионная прочность соединений (кН/м) в зависимости от температуры термического контактированил промежуточного слоя с металлом

Металл, адГЕ9ИОННО СОедиияемый с полиамидои

Полиамид, адге9НОННО СОЕДН»

f няемый с нетвв, Ф таллом гОО С ЗЗО С

0,8

0,7

Алюминий

П6

Запредельные 15 концен1ра1,6

t1 11

16 ции компонентов

0,6

11 11

0,4

11 I l

1,6 1,7

I 1 I I

11 11

П р и м е ч а н и е: Номера составов приняты в соответствии с табл.1.

Длительность термического контактирования промежуточного адгезионного слоя с металлом составляет 10 мин.

Составитель В. Полосухин

Техред А.Бабинец Корректор И. Зрдейи

Редактор П. Коссей

Заказ 2254/18

Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4