Клеевая композиция

 

Изобретение относится к термостойким клеевым составам на основе синтетических высокомолекулярных соединений, применяемых для склеивания металлов. Композиция содержит, мас.ч.: полиамидобензимидазол (ПАБИ) - 100; оксид алюминия - 2-10; канифоль талловая - 5-10; поверхностно-активное вещество - 5; диметилформамид - 150-200. Техническим результатом является снижение температуры (145-150^oС) и давления склеивания (0,5-1,0 МПа) при сохранении высоких эксплуатационных показателей клеевой композиции. 2 табл.

Изобретение относится к области химии, в частности к термостойким клеевым составам на основе синтетических высокомолекулярных соединений, применяемым для склеивания металлов.

Известны клеи на основе термореактивных полиамидов с разветвленными цепями, содержащие реакционноспособные алифатические первичные и вторичные аминогруппы. Их отличает достаточно хорошие показатели механических свойств (см. Д. А. Кардашов, А. П.Петрова. Полимерные клеи. М.: Химия, 1983 г., с. 78-80).

Известны также растворимые сополимеры, обычно используемые для модификации эпоксидных и феноло-формальдегидных смол (J.Srtist, Hfndbook of Adhesives Ind., N.Y., Van Nostrand Reinhold Pybl., 1977, p. 922).

Однако их отличает низкая прочность, недостаточная тепло- и водостойкость.

В работе "Клеевые конструкции на основе термостойких полимеров" (РЖ "Химия", 1971 г., 14, С. 729) рассмотрены основные требования, предъявляемые к термостойкости клеевым конструкциям, основные виды термостойких полимеров, применяемых в качестве адгезивов, и характеристики клеевых конструкций, так же как прочность на сдвиг, термостойкость, устойчивость к воздействию γ-излучений и т.д.

Наиболее близким по технической сущности, химическому строению и достигаемому эффекту к заявляемому является клей на основе полибензимидазола (ПБИ), имеющий значение разрушающего напряжения при сдвиге 20 МПа при 20^oС (нержавеющая сталь) и сохраняющий ее вплоть до 260^oС. Клеевые соединения на основе ПБИ стойки к воздействию влажного воздуха, тропического климата, агрессивных сред и низких температур (R.B.Gosnell, H.H.Levine, J. Маcr. Sci. 1969, 3, 1381).

Серьезным недостатком этих клеев является высокая температура отверждения (300-427^oС), выделение при этом до 25% летучих продуктов (преимущественно воды и фенола) и большое давление склеивания (до 14 МПа).

Технической задачей заявляемого изобретения является разработка и создание клеевой композиции, обладающей высокой тепло- и водостойкостью.

Технический результат изобретения снижение температуры и давления склеивания при сохранении высоких эксплуатационных показателей клеевой композиции.

Указанный технический результат достигается тем, что в клеевую композицию на основе полимера гетероциклического ряда введены оксид алюминия (Al₂O₃), поверхностно-активное вещество, например, типа ОП-7, канифоль, например, талловая (ГОСТ 14201-83) и диметилформамид (ДМФ), а в качестве полимера гетероциклического ряда используют полиамидобензимидазол (ПАБИ) при следующем соотношении компонентов, вес. ч. : ПАБИ - 100; оксид алюминия (А1₂О₃) - 2-10; канифоль - 5-10; поверхностно-активное вещество - 7-5; ДМФ - 150-200.

Использование ПАБИ в клеевой композиции в совокупности с другими указанными выше компонентами обеспечивает уменьшение температуры и давления склеивания при сохранении эксплуатационных показателей самой композиции.

В результате анализа патентной и научно-технической литературы не обнаружено известных технических решений, содержащих совокупность признаков, сходных или эквивалентных заявляемой, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемую клеевую композицию получают следующим образом.

100 вес. ч. ПАБИ растворяют на холоду при интенсивном перемешивании в 150-200 вес.ч. ДМФ, добавляют 2-10 вес. ч. оксида алюминия (А1₂О₃) как тиксотропную добавку, вводят 5 вес. ч. поверхностно-активное вещество неионогенного типа ОП-7 для придания клею требуемой текучести и смачивающей способности и 5-10 вес. ч. канифоли талловой для повышения липкости, затем всю смесь тщательно перемешивают до получения гомогенной массы. ПАБИ с молекулярной массой 15000-20000 (приведенная вязкость 0,5%-ного раствора ДМФ при 20^oС - 3-6 дл/г) получен по способу, изложенному в авт. свид. СССР 366727, 1972 г.

В табл.1 приведены примеры композиций клея.

Полученная клеевая композиция имеет следующую характеристику: внешний вид - гомогенная суспензия, темно-коричневого цвета без посторонних примесей и сгустков; условная вязкость по ВЗ-4 - 55-60 с; расход полимера - 0,75 кг/м².

Полученные клеевые композиции наносят на пластины из дюралюминия Д16, поверхность которых предварительно обрабатывают наждачной бумагой К 3-7 и обезжиривают ацетоном, кистью во взаимно перпендикулярных направлениях в 2 слоя. Открытая выдержка перед нанесением следующего слоя 20-30 мин. Формирование адгезионного контакта проводят при 145-150^oС в течение 3-4 ч и удельном давлении 0,5-1,0 МПа. Разрушающее напряжение при сдвиге определено на разрывной машине Р 05 ГОСТ 14236-81.

Условия испытаний по ГОСТ 14759-69.

Свойства клеевой композиции представлены в табл. 2.

Как видно из данных разрушающее напряжение при сдвиге клеевой композиции составляет для дюралюминия 15 МПа. Клеевая композиция обладает высокой теплостойкостью и морозостойкостью.

Использование предлагаемой клеевой композиции по сравнению с известными отличается пониженной температурой и давлением склеивания при сохранении высоких эксплуатационных показателей композиции и, кроме того, она обладает высокой тепло- и морозостойкостью, что позволяет ее использовать для склеивания металлов.

Следовательно, заявляемая клеевая композиция отвечает критерию изобретения "промышленная применимость".

Формула изобретения

Клеевая композиция, включающая полимер гетероциклического ряда, отличающаяся тем, что композиция содержит в качестве полимера гетероциклического ряда полиамидобензимидазол и дополнительно оксид алюминия, канифоль, поверхностно-активное вещество и диметилформамид при следующем соотношении компонентов, мас. ч. : Полиамидобензимидазол - 100 Оксид алюминия - 2-10 Канифоль - 5-10 Поверхностно-активное вещество - 5 Диметилформамид - 150-200

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2