Клеевая композиция

Настоящее изобретение относится к полимерным клеевым композициям, отверждающимся в пресной и морской воде, и может быть использовано для склеивания и ремонта в водной среде стеклопластиковых и металлических судовых конструкций, для ремонта нефте- и газотрубопроводов, а также для склеивания деталей с влажными и мокрыми поверхностями в строительной индустрии. Технический результат состоит в создании композиции, обеспечивающей высокую адгезионную прочность при склейке металлических и/или стеклопластиковых деталей в водной среде. Поставленная задача решается тем, что композиция содержит в качестве эпоксидной смолы - продукт взаимодействия эпоксидных - диановой (I) и алифатической (II) смол с изоцианатсодержащим (III) соединением, при соотношении I:II:III от 100:20:5 до 100:80:50, в качестве каучука каучук с кремний- или изоцианатсодержащими функциональными группами, в качестве пластификатора содержит кислородсодержащее соединение, выбранное из группы, включающей гликоли, полиолы и/или простые и сложные эфиры, минеральный наполнитель и в качестве аминного отвердителя - смесь алифатических, а также их производных и/или ароматических аминов в соотношении от 10:90 до 60:40, модифицированную вышеуказанным пластификатором в присутствии салициловой кислоты, при их соотношении от 100:25:2 до 100:80:8. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к полимерным клеевым композициям, отверждающимся в пресной и морской воде, и может быть использовано для склеивания и ремонта в водной среде стеклопластиковых и металлических судовых конструкций, для ремонта нефте- и газотрубопроводов, а также для склеивания деталей с влажными и мокрыми поверхностями в строительной индустрии.

Известен клей - а.с. РФ № 505670, кл. C 09 J 163/00 от 05.03.76 г., содержащий олигоэфирэпоксидный блок-олигомер, эпоксидный олигомер и минеральный наполнитель, отверждаемый под водой отвердителем, представляющим собой продукт конденсации смеси аддуктов ароматических аминов и эпоксидиановой смолы с салициловой кислотой.

Недостатками этого клея являются необходимость тщательной очистки и подготовки склеиваемых поверхностей, что под водой связано с определенными трудностями. Кроме того, он не обеспечивает достаточной адгезионной прочности.

Известна полимерная композиция - а.с. РФ № 899599, кл. C 08 L 63/00, от 23.01.82 г., содержащая полипропиленгликольдиуретандиэпоксид, эпоксидиановую смолу и отвердитель - смесь метафенилендиамина с анилином.

Основным недостатком указанной композиции является крайне низкая адгезионная прочность при склейке деталей под водой.

Известна полимерная композиция - пат. РФ № 2186802, кл. C 08 L 63/00 от 10.08.02 г., включающая смесь эпоксидиановой и алифатической смол, порошковый наполнитель и отвердитель - смесь основания Манниха и основания Шиффа.

Недостатками указанной композиции являются сравнительно низкая адгезионная прочность к металлу при отверждении в воде и осаждение песка (наполнителя) в процессе работы.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является клеевая композиция - а.с. РФ № 765332, кл. C 09 J 63/00 от 23.09.80 г., включающая эпоксидную смолу, каучук, пластификатор, наполнитель и аминный отвердитель.

Данная клеевая композиция плохо наносится на склеиваемые поверхности в водной среде и не обеспечивает достаточной адгезионной прочности при отверждении в воде.

Задачей настоящего изобретения является создание клеевой композиции, отверждающейся в воде, для склеивания металлических и/или стеклопластиковых деталей под водой.

Технический результат от использования изобретения состоит в создании композиции, обеспечивающей высокую адгезионную прочность при склейке металлических и/или стеклопластиковых деталей в водной среде.

Этот результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную смолу, каучук, пластификатор, наполнитель и аминный отвердитель, содержит в качестве каучука каучук с кремний- или изоцианатсодержащими функциональными группами, в качестве эпоксидной смолы - продукт взаимодействия эпоксидных - диановой (I) и алифатической (II) смол с изоцианатсодержащим (III) соединением, при соотношении I:II:III от 100:20:5 до 100:80:50, в качестве пластификатора содержит кислородсодержащее соединение, выбранное из группы, включающей гликоли, полиолы и/или простые и сложные эфиры, а в качестве аминного отвердителя - смесь алифатических, а также их производных и/или ароматических аминов в соотношении от 10:90 до 60:40, модифицированную вышеуказанным пластификатором в присутствии салициловой кислоты, при их соотношении от 100:25:2 до 100:80:8, в качестве наполнителя содержит минеральный наполнитель, при следующем содержании компонентов в мас.ч.:

вышеуказанный продукт взаимодействия эпоксидных -

диановой (I) и алифатической (II) смол с

изоцианатсодержащим (III) соединением, при соотношении

I:II:III от 100:20:5 до 100:80:50 100

каучук с кремний- или изоцианатсодержащими

функциональными группами 5-15

вышеуказанный пластификатор 2-30

вышеуказанный аминный отвердитель 15-85

минеральный наполнитель 0-100

Изоцианатсодержащее соединение выбрано из группы, включающей мономерные, полимерные изоцианаты и форполимеры с концевыми изоцианатсодержащими группами; а в качестве производных алифатических аминов использованы продукты их взаимодействия с фенолом и формальдегидом.

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1.

В реактор, снабженный паровой рубашкой и механической мешалкой, загружают 100 мас.ч. эпоксидиановой смолы ЭД-20 (ГОСТ 10587-90), 50 мас.ч. эпоксиалифатической смолы ДЭГ-1 (ТУ 2225-027-002203306-97), смесь термообрабатывают при постоянном перемешивании и температуре 120±2°С в течение 0,5 ч., затем снижают температуру смеси до 90°С, вводят 30 мас.ч. полиизоцианата ПИЦ (ТУ 113-03-38-106-90) и перемешивают смесь в течение 15 мин при температуре, не превышающей 105°С. В полученный и охлажденный до 80°С продукт взаимодействия вышеуказанных компонентов (в соотношении 100:50:30) вводят 10 мас.ч. пластификатора ЭДОС (ГОСТ 2493-903-13004749-93), представляющего собой смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором Ионолом, 2 мас.ч. минерального наполнителя аэросила. Смесь перемешивают в течение 15-20 мин, охлаждают до комнатной температуры и вводят 10 мас.ч. уретанового каучука СКУ-ПФ (ТУ 38.10304-78), после чего смесь перемешивают в течение 20-30 мин до получения однородной массы. Затем полученный продукт, представляющий собой смоляную часть клеевой композиции, помещают в герметичную тару.

Клеевая композиция двухкомпонентна.

Отверждающую систему - аминный отвердитель - готовят в аналогичном реакторе, при этом в него загружают 45 мас.ч. пластификатора ЭДОС и 4 мас.ч. салициловой кислоты, которую растворяют, доводя температуру смеси до 80°С при постоянном перемешивании. Затем, продолжая перемешивание, в реактор вводят 75 мас.ч. предварительно расплавленного продукта “Смесь изомеров диаминодифенилметана” марки Б (ТУ 6-22-836-85), смесь перемешивают в течение 15-20 мин и охлаждают до 40°С. После достижения этой температуры в реактор вливают 25 мас.ч этилендиамина ЭДА (ТУ 6-02-433-67). Смесь перемешивают в течение 15-20 мин, поддерживая температуру 38-40°С, охлаждают до комнатной температуры и полученный отвердитель при соотношении смеси аминов, пластификатора и салициловой кислоты 100:45:4 сливают в металлические или пластмассовые фляги.

Смоляную часть смешивают с отвердителем непосредственно перед употреблением.

Полностью рецептура клеевой композиции по примеру 1 приведена в табл. 1.

Жизнеспособность клеевой композиции - 55 мин

Отверждение клея в воде при температуре:

20°С -15 час

4°С - 27 час

Полный набор прочности через 7 суток.

Примеры 2-7.

Осуществляются аналогично примеру 1, но при соотношениях компонентов, указанных в таблице 1, при этом металлические и песчаные наполнители в отличие от силикатных (аэросила, стеклянного порошка СПА и др.) вводят в композиции по примерам 2, 3, 4, 5 после введения синтетического каучука.

Свойства клеевой композиции по примерам 1-7 в сравнении с известными представлены в таблице 2.

Заявляемая клеевая композиция без наполнителя и с силикатным наполнителем используется преимущественно для склеивания стеклопластиковых деталей, а с металлическим и песчаным наполнителями - для склеивания металлических деталей.

Таблица 2
№	Технологические и физико-механические	Величина по примерам	Ана лог	Прото тип
	показатели	1	2	3	4	5	6	7	505670	765332
1.	Жизнеспособность, мин.	55	90	70	85	60	65	45	35-50	30-60
2.	Время отверждения в воде, час, при температуре:
	20°	15	22	18	20	14	18	12	27-30	30-32
	4°	27	39	34	38	26	35	22	40-44	48-50
3.	Адгезия к стеклопластику, МПа
	через 24 часа	20,1	-	-	-	-	18,5	18,3	6-8	5-8*
	через 7 суток	28,2	-	-	-	-	26,0	25,5	9-12	9-13**
4.	Адгезия к металлу, МПа
	через 24 часа	-	22,2	24,3	21,8	29,5	-	-	6-7,5	-
	через 7 суток	-	30,5	32,4	29,7	31,5	-	-	10,5-12,4	-
*, ** воспроизведено авторами.

Оценка адгезии предлагаемой клеевой композиции к стеклопластику производилась по ГОСТ - 14759; к стали по ГОСТ - 14760.

Как видно из таблицы № 2, предлагаемая клеевая композиция сочетает в себе высокие адгезионные характеристики при склейке в водной среде с хорошими технологическими свойствами, позволяющими обслуживающему персоналу, в том числе водолазам, производить склейку стеклопластиковых или металлических деталей (например, при ремонтных работах) непосредственно в воде или с мокрыми поверхностями.

1. Клеевая композиция, включающая эпоксидную смолу, каучук, пластификатор, наполнитель и аминный отвердитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве каучука каучук с кремний- или изоцианатсодержащими функциональными группами, в качестве эпоксидной смолы - продукт взаимодействия эпоксидных - диановой (I) и алифатической (II) смол с изоцианатсодержащим (III) соединением, при соотношении I:II:III от 100:20:5 до 100:80:50, в качестве пластификатора содержит кислородсодержащее соединение, выбранное из группы, включающей гликоли, полиолы и/или простые и сложные эфиры, а в качестве аминного отвердителя - смесь алифатических, а также их производных и/или ароматических аминов в соотношении от 10:90 до 60:40, модифицированную вышеуказанным пластификатором в присутствии салициловой кислоты, при их соотношении от 100:25:2 до 100:80:8, в качестве наполнителя содержит минеральный наполнитель при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

Вышеуказанный продукт взаимодействия

эпоксидных - диановой (I)

и алифатической (II) смол

с изоцианатсодержащим (III) соединением,

при соотношении I:II:III от 100:20:5 до 100:80:50 100

Каучук с кремний- или изоцианатсодержащими

функциональными группами 5-15

Вышеуказанный пластификатор 2-30

Вышеуказанный аминный отвердитель 15-85

Минеральный наполнитель 0-100.

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что изоцианатсодержащее соединение выбрано из группы, включающей мономерные, полимерные изоцианаты и форполимеры с концевыми изоцианатсодержащими группами.

3. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве производных алифатических аминов используют продукты их взаимодействия с фенолом и формальдегидом.