Клеевая композиция
Настоящее изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению клеящих композиций на основе синтетических высокомолекулярных соединений. Композиция включает в себя препарат DESMOCOLL на основе полиуретана, перхлорвиниловую смолу, эпоксидную смолу, полиамин алифатического ряда, полярный органический растворитель. Композиция позволяет одновременно сохранить высокую эластичность клеевого шва и существенно повысить прочность склеивания для материалов с силоксановым покрытием, капроновых тканей и стеклотканей. 1 табл.
Введение
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению клеящих композиций на основе синтетических высокомолекулярных соединений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Клеевые композиции на основе синтетических высокомолекулярных соединений делят на три основные группы: термореактивные, термопластичные и клеи на основе эластомеров.
Термореактивные клеи содержат смолы, необратимо отверждающиеся при нагревании или в присутствии специальных отвердителей. Эти клеи образуют прочные, но жесткие и хрупкие клеевые швы.
Термопластичные клеевые композиции хотя дают меньшую жесткость, чем термореактивные клеи, но при этом прочность шва не велика.
Клеевые композиции на основе эластомеров представляют собой растворы эластомеров в органических растворителях. Использование таких клеевых композиций позволяет получать эластичные клеевые швы (Краткая химическая энциклопедия. М., 1967 г., т.2, с.598).
Наиболее близким техническим решением является клеевая композиция (Кардашов Д.А. Синтетические клеи. М.: Химия, 1976, с.182), состоящая из препарата DESMOCOLL, растворенного в смеси полярных органических растворителей - этилацетата и ацетона, с добавлением отвердителя. В качестве отвердителя использован Десмодур RF, представляющий собой трифенилтиофосфаттриизоцианат (Кардашов Д.А. Синтетические клеи. М.: Химия, 1976, с.181).
DESMOCOLL выпускается фирмой "BAYER" и представляет собой полиуретан, содержащий в качестве концевых групп 4,8-5,3% гидроксильных групп (Кардашов Д.А. Конструкционные клеи. М.: Химия, 1980, с.138).
Недостатками этой композиции является низкая прочность сцепления при склеивании материалов с силоксановым покрытием, капроновых тканей и стеклотканей.
Таким образом, не известна клеевая композиция на основе эластомера, обеспечивающая одновременно высокую прочность и эластичность клеевого шва при склеивании материалов с силоксановым покрытием, капроновых тканей и стеклотканей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретательская задача состояла в поиске клеевой композиции, включающей препарат DESMOCOLL на основе полиуретана, отвердитель и полярный органический растворитель, которая обеспечила бы одновременно и высокую прочность сцепления при склеивании материалов различной химической природы, в частности материалов с силоксановым покрытием, капроновых тканей и стеклотканей, и эластичность клеевого шва.
Поставленная задача решена клеевой композицией, включающей препарат DESMOCOLL на основе полиуретана, отвердитель и полярный органический растворитель, которая дополнительно содержит перхлорвиниловую и эпоксидные смолы. А в качестве отвердителя - полиамин алифатического ряда при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Препарат DESMOCOLL на основе полиуретана | 20-25 |
| Перхлорвиниловая смола | 10-15 |
| Эпоксидная смола | 10-15 |
виниловую и эпоксидную смолы, а в качестве отвердителя - полиамин алифатического ряда при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Препарат DESMOCOL на основе полиуретана | 20-25 |
| Перхлорвиниловая смола | 10-15 |
| Эпоксидная смола | 10-15 |
| Полиамин алифатического ряда | 3-5 |
| Полярный органический растворитель | 40-57 |
Отличительными признаками изобретения являются дополнительное использование в клеевой композиции перхлорвиниловой и эпоксидной смол и использование в качестве отвердителя полиамина алифатического ряда.
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
1. Высокая прочность клеевого шва, превосходящая прочность склеиваемого материала.
2. Клеевой шов одновременно с высокой прочностью характеризуется и высокой эластичностью.
Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения.
Для осуществления изобретения используют следующие материалы.
В качестве клеевой основы используют препарат DESMOCOL в виде гранул, производимый фирмой Farbenfabriken AG.
В качестве перхлорвиниловой смолы можно использовать перхлорвиниловую смолу любой марки (ГОСТ 10004-85).
В качестве эпоксидной смолы можно использовать любую эпоксидную смолу (ГОСТ 10587-84), т.е. ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, а также ЭД-5 и ЭД-6.
В качестве отвердителя можно использовать полиамины алифатического ряда, например, полиэтиленполиамин и триэтилентетрамин. (ТУ 2413-357-00203447-99) и другие полиамины.
В качестве полярного органического растворителя можно использовать любые полярные органические растворители с температурой кипения ниже 90°С - сложные эфиры, кетоны и другие.
Заявленную композицию готовят, например, путем смешения компонентов (DESMOCOL в виде гранул, перхлорвиниловая смола в твердом виде, жидкая эпоксидная смола и растворитель) в смесителе до образования гомогенной массы, в которую затем вводят отвердитель и композицию перемешивают 5-10 минут. Склеивание производят обычным образом. Отверждается клеевая композиция 1-1,5 часа при комнатной температуре. Максимальная прочность клеевого шва достигается через сутки. Прочность клеевого шва определялась по методике оценки прочности сварного шватентовых материалов - 17.0302485-1-90 (Иваново, 1990 г.). Ширина клеевого шва при испытании - 20 мм. Размеры испытуемого образца - 50×200 мм. Испытания проводились на разрывной машине по ГОСТ 7555-84. Для определения прочности клеевого шва на сдвиг образец закрепляли в захваты разрывной машины так, чтобы его продольная ось совпадала с осью захватов, а расстояние между захватами разрывной машины равнялось 100±1 мм и шов располагался на равных расстояниях от обоих захватов. При испытании фиксировали максимальную нагрузку при разрушении образца.
Эластичность клеевого шва определяли по его устойчивости к многократному изгибу по ГОСТ 8978-75.
Результаты испытаний на прочность и устойчивость к многократному изгибу различных материалов, склеенных заявленной клеевой композицией при различном количественном содержании компонентов, приведены в таблице.
Эти результаты показывают, что при использовании заявленной клеевой композиции разрыв склеенного материала во всех случаях происходит не по клеевому шву, а по материалу, тогда как при использовании прототипа разрушение образцов происходит по клеевому шву.
Эти результаты с очевидностью доказывают также, что использование заявленной композиции обеспечило наряду с высокой прочностью клеевого шва одновременно и сохранение его высокой эластичности.
| Таблица Прочность и устойчивость к многократному изгибу клеевых швов при склеивании различных материалов | |||||||||
| N | Состав клеевой композиции, мас.% | Наименование материала | Разрывная нагр., н, и место разрушения. | Устойчивость к многокр. изгибу, циклов | |||||
| desmocoll | Отвердитель | перхлорвиниловая смола, марка | эпоксидная смола, марка | полярный раст-ль | |||||
| полиэтиленполиамин | триэтиленполиамин | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 1 | 20 | 3 | - | 10 (А) | 10 (ЭД-16) | 57 (ацетон) | капрон. ткань, арт.56007 | 1440 по мат-лу | 10000 |
| 2 | 25 | 5 | - | 15 (А) | 15 (ЭД-20) | 40 (метилэтилкетон) | капрон. ткань, арт.56007 с силоксан. пок-ем | 1452 по мат-лу | 8500 |
| 3 | 22,5 | - | 4 | 12,5 (Б) | 12,5 (ЭД-20 У) | 48,5 (этилацетон) | стеклоткань, марки Т-13 | 1760 по мат-лу | 10000 |
| 4 | 25 | - | 5 | 10 (А) | 15 (ЭД-22) | 45 (этилацетат и ацетон) | ткань прорез. арт.1556(ТУ 38.305-05-926-94) Ярославрезинотехника | 1250 | 10000 |
| Продолжение таблицы | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 5 | - | - | - | 25(А) | - | 75 метилэтилкетон и этилацетат | капроновая ткань арт.56007 с силоксан. пок-ем | 80 по клеевому шву | 90 |
| 6 | - | 9 | - | - | 91 (ЭД-20) | - | ткань прорез. Арт.1556 | 850 по клеевому шву | 140 |
| 7* | - | - | - | - | - | - | капрон. ткань арт.56007 с силокс. покр-ем | 420 по клеевому шву | 8400 |
| • Примечание: состав композиции по прототипу, мас.%: desmocoll - 20, полиизоцианурат Б - 2,5, ацетон - 10, этилацетат - 67,5 |
Клеевая композиция, включающая препарат DESMOCOLL на основе полиуретана, отвердитель и полярный органический растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит перхлорвиниловую и эпоксидную смолы, а в качестве отвердителя - полиамин алифатического ряда при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Препарат DESMOCOLL на основе полиуретана | 20-25 |
| Перхлорвиниловая смола | 10-15 |
| Эпоксидная смола | 10-15 |
| Полиамин алифатического ряда | 3-5 |
| Полярный органический растворитель | 40-57 |
