Клеевая композиция

Изобретение относится к клеящим веществам на основе эпоксидных смол и может быть использовано для получения теплопроводного клеевого состава для склеивания и герметизации деталей из стекла, керамики и металлов, в том числе и алюминиевых сплавов. Клеевая композиция состоит в мас.ч.: из модифицированной эпоксидной смолы марки К-139 - 594-596, аминного отвердителя марки УП-0633М - 88-90, нитрида бора - 296-300 и хром (III) оксида - 16-20. Техническим результатом является получение клеевого соединения с высокими физико-техническими свойствами. 2 табл.

 

Изобретение относится к клеящим веществам на основе эпоксидных смол и может быть использовано для получения теплопроводного клеевого состава для склеивания и герметизации деталей из стекла, керамики и металлов, в том числе и алюминиевых сплавов.

Широко известно использование клеевых композиций на основе эпоксидных смол для склеивания различных поверхностей благодаря высокой адгезионной прочности в широком интервале температур [ Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции. М.: Химия, 1982 г., с.104-106].

Известна клеевая композиция [авторское свидетельство №1501506], которая состоит из основы, представляющей собой модифицированную эпоксидную смолу, отвердителя на основе аминоалкилимидазолина и наполнителя в следующих соотношениях, мас.ч.:

модифицированная эпоксидная смола 80-84
отвердитель 11,7-16,9
наполнитель 3,1-4,3

В качестве наполнителей могут быть использованы: аэросил, двуокись титана, нитрид бора.

Модифицированная эпоксидная смола содержит эпоксидиановую или эпоксиднокремнийорганическую смолу, в качестве модификатора - смесь низкомолекулярного диметилсилоксанового каучука с эпоксикремнийорганическим олигомером. Достоинством данного состава является низкая температура отверждения 20-25°C, однако время отверждения в этом случае составляет 24 часа.

Недостатком данного состава является малое содержание наполнителя, определяющего низкую теплопроводность клея и получаемого соединения, что снижает надежность клеевого шва.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является композиция [патент RU №2276169], включающая эпоксидную диановую смолу, эфиры, отвердитель и наполнитель. В качестве отвердителя используют алифатические амины (аминный отвердитель М-4 или Этап-45) и низкомолекулярную полиамидную смолу, в качестве теплопроводного наполнителя - нитрид бора. Соотношение компонентов данной композиции следующее, мас.ч.:

эпоксидная диановая смола 8-12
триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола
Лапроксид 603 10-12
моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва
Лапроксид 301 8-11
алифатические амины 3-12
низкомолекулярная полиамидная смола 0-7
нитрид бора 60-75

Недостатком данного состава являются низкие показатели физико-технических свойств получаемого клеевого шва, в частности низкая прочность при сдвиге, что ограничивает область применения, а именно не позволяет использовать данную клеевую композицию для склеивания элементов, подвергающихся высоким динамическим нагрузкам.

Задачей заявляемого изобретения является создание клеевой композиции, обеспечивающей высокие физико-технические свойства клеевого соединения.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что клеевая композиции содержит модифицированную эпоксидную смолу марки К-139, аминный отвердитель марки УП-0633М и в качестве наполнителя смесь нитрида бора и хром (III) оксида при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

модифицированная эпоксидная смола 594-596
аминный отвердитель 88-90
BN 296-300
Cr2O3 16-20

Использование композиции заявляемого состава позволяет обеспечить высокие физико-технические свойства клеевого соединения: когезию, адгезию к склеиваемым поверхностям, стойкость к перепадам температуры и давления, беззазорность и однородность. Данный технический результат достигается за счет использования в клеевой композиции указанных веществ в заявляемых пропорциях. Заявляемая клеевая композиция прошла длительные испытания как лабораторные, так и эксплуатационные. В качестве клеевой композиции используют вещество следующего состава мас.ч.:

модифицированная эпоксидная смола 594-596
аминный отвердитель 88-90
BN 296-300
Cr2O3 16-20

В качестве модифицированной эпоксидной смолы используют эпоксидно-диановую неотвержденную модифицированную смолу марки К-139, представляющую собой композицию на основе эпоксидной смолы марки ЭД-20, полиэфира марки МГФ-9 и каучука марки СКН-26-1А или СКМ 18-1А (ТУ 6-05-211-1079-85). Использование модифицированной эпоксидной смолы позволяет получить структуру, в которой в жесткой эпоксидной матрице имеются включения эластичного каучука, способствующие перераспределению и диссипации механических напряжений, возникающих при внешних воздействиях. Такая структура характеризуется повышенной стойкостью к динамическим и эрозионным воздействиям.

Отвердитель марки УП-0633М позволяет стабилизировать процесс отверждения. При его использовании существенно снижается летучесть и токсичность эпоксидных композиций, в широких пределах варьируются технологические свойства составов за счет повышения времени желатинизации композиций, пропитывающей способности и адгезии, а также за счет снижения вязкости. Отвердитель марки УП-0633М обладает высокой стойкостью к механическим нагрузкам и воздействию агрессивной среды и особенно эффективен в покрытиях, которые эксплуатируются там, где необходимы химически- и водостойкие поверхности. Этот отвердитель представляет собой низковязкую жидкость (10-100 мПа·с), которая хорошо смешивается со смолой, пластифицируя ее. Применение данного отвердителя позволяет избежать лавинообразного, с быстрым нагревом протекания реакции отверждения. Использование различных наполнителей придает клеевой композиции различные свойства. Применение в качестве наполнителя смеси нитрида бора и хром (III) оксида, в силу их морфологических особенностей, повышает динамическую прочность, обеспечивает перераспределение механических напряжений и противодействует процессу разрушения клеевого слоя при динамическом воздействии. Кроме того, нитрид бора обеспечивает необходимую теплопроводность получаемого клеевого соединения. Композиция заявляемого состава обладает хорошей адгезией к стеклянным, керамическим и металлическим поверхностям, необходимой теплопроводностью, механической прочностью, влагостойкостью, динамической устойчивостью, пригодна для эксплуатации в диапазоне температур от -60°C до +120°C и влажности 98% при температуре +35°C.

Клеевую композицию готовят следующим образом. В тару из стекла, полиэтилена или другого инертного материала добавляют смолу и наполнитель в указанных соотношениях и тщательно перемешивают шпателем до получения однородной массы. Тару со смесью помещают в вакуумный шкаф и производят вакуумирование при давлении 9,0-9,8 кПа в течение 30-60 мин в зависимости от количества смеси до исчезновения пузырей. Шкаф отключают и плавно повышают давление до атмосферного. Тару вынимают, вливают в нее необходимое количество отвердителя и тщательно перемешивают до однородной массы. Тару со смесью снова помещают в вакуумный шкаф и производят вакуумирование при давлении 9,0-9,8 кПа в течение 6-10 мин. Полученную таким образом клеевую композицию необходимо использовать сразу, не позднее 20 мин после приготовления, в течение которых она сохраняет свою текучесть.

Усредненные результаты испытаний предлагаемой клеевой композиции представлены в таблице 1.

Таблица 1
Свойство Показатель
Плотность, г/см3 1,29
Предел прочности при сдвиге на паре Д16-Д16, МПа (кгс/см3) после воздействия повышенной температурой 120°C в течение 1000 ч 11,9 (122)
после воздействия повышенной температурой 200°C в течение 6 ч 9,4 (96)
после воздействия относительной влажности 98±2%, 56 сут 9,4 (96)
Предел прочности при сдвиге на паре анодированной сплав Д16-Д16, МПа (кгс/см3) 11,0 (113)
Предел прочности при сдвиге на паре сплав Д16-Д16 с покрытием олово-висмут, МПа (кгс/см3) 11,7 (120)
Грибостойкость +

Усредненный показатель прочности при сдвиге для наиболее близкого аналога составляет 3,48 МПа, что в два раза ниже, чем показатель для заявляемой композиции. Для проведения испытаний изготавливают пластины из алюминиевого сплава Д16 по ГОСТ 14759-69. Поверхность пластин, подлежащих склеиванию, равномерно зачищают шлифовальной шкуркой, обезжиривают хладоном с помощью ткани и выдерживают на воздухе 10-15 мин. На подготовленную поверхность пластин наносят равномерный слой приготовленной композиции. Склеиваемые поверхности пластин соединяют внахлест между собой, излишки клея удаляют с краев образца скальпелем, а затем тканью, смоченной в ацетоне. Размер нахлеста составляет 15±0,5 мм. Образец помещают под пресс, оказывающий давление 14-20 кПа, и выдерживают в соответствии с одним из режимов, указанных в таблице 2.

Таблица 2
Режимы полимеризации
Номер режима Температура, °C Продолжительность, ч
1 18-25 24-36
2 18-25 не менее 2
и
75±5 4-5
3 18-25 не менее 2
и
100±10 2-2,5

По окончанию полимеризации образец вынимают из приспособления и определяют предел прочности на сдвиг по ГОСТ 14759-69.

Заявляемая композиция может использоваться для склеивания различных поверхностей из стекла, керамики и металлов, в том числе алюминиевых сплавов. Может также применяться в радиоэлектронике для герметизации корпусов радиоэлектронных приборов, обеспечивая прочное, беззазорное, теплопроводное соединение в течение 20 лет при хранении в хранилище с регулируемыми параметрами или 10 лет при хранении в закрытом помещении.

Клеевая композиция, включающая модифицированную эпоксидную смолу, аминный отвердитель и наполнитель - нитрид бора, отличающаяся тем, что она в качестве модифицированной смолы содержит смолу марки К-139, в качестве отвердителя - отвердитель марки УП-0633М и дополнительно содержит в качестве наполнителя хром (III) оксид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

модифицированная эпоксидная смола 594-596
аминный отвердитель 88-90
BN 296-300
Сr2O3 16-20


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения теплостойкого компаунда для герметизации электрорадиотехнических изделий. .

Изобретение относится к полимерным композициям для приготовления высокопроизводительных адгезивных составов, покрытий, герметиков и составов для экструзии. .

Изобретение относится к получению политиоэфирных полимеров и отверждаемых композиций. .
Изобретение относится к способу изготовления компаунда, который используют для заполнения пространства между несущими элементами футеровок при изготовлении изнашиваемых элементов насосов или в подшипниках скольжения, для заливки межэлементного пространства дробилок и разгрузочных стенок элеваторов мельниц.

Изобретение относится к быстроотверждаемой при комнатной температуре композиции органополисилоксана, которая может применяться в качестве силиконового герметика и адгезива.

Изобретение относится к альдиминам формулы (I), где А не содержит активный водород и первичную аминогруппу или совместно с R означает (n+2)-валентный углеводородный радикал, содержащий от 3 до 20 атомов С и, при необходимости, по меньшей мере один гетероатом в виде кислорода простой эфирной группы или азота третичной аминогруппы; n равно 1, 2, 3 или 4; m равно 0, 1, 2, 3 или 4; R и R2 каждый означает одновалентный остаток углеводорода с 1-12 С атомами или вместе означают двухвалентный углеводородный радикал, являющийся частью карбоциклического кольца с 5-8 атомами С; R3 означает Н или алкил; R4 и R5 независимо друг от друга означают СН3 или одновалентный алифатический радикал, содержащий от 2 до 12 атомов С и, необязательно, гидроксигруппы; Х означает О, S, N-R6 или N-R7, где R6 означает одновалентный углеводородный радикал, содержащий от 1 до 20 атомов С и имеющий по меньшей мере одну гидроксигруппу; а также к отверждаемым композициям, содержащим такие альдимины, и применению этих композиций.

Изобретение относится к композиции для герметизации и гидроизоляции строительных сооружений и для устройства наливных кровельных покрытий. .

Изобретение относится к области химии, в частности к быстроотверждающимся полиуретановым композициям, и может быть использовано в строительстве для герметизации стыков между наружными ограждающими конструкциями зданий и деформационных швов бетонных полов, щелей и трещин.

Изобретение относится к композициям акрилового каучука, которые используют для изготовления резинотехнических изделий, например резиновых шлангов, уплотняющих изделий, резиновых изоляторов вибраций и т.д.

Изобретение относится к полимерным строительным материалам и может быть использовано для изготовления герметизирующих и гидроизоляционных композиций, перерабатываемых методом заливки.

Изобретение относится к эпоксидной клеевой композиции холодного отверждения. .
Изобретение относится к области электротехники, в частности к токопроводящим клеевым композициям на основе эпоксидных смол, которые обладают высокой электропроводностью и высокой прочностью клеевых соединений при температурах от -60°С до 150°С, предназначенных для использования в приборной технике и микроэлектронике.

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.

Изобретение относится к оптическому лазерному приборостроению, может быть использовано при изготовлении оптических и лазерных элементов, соединяемых склейкой и работающих при больших световых нагрузках.

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к эпоксидным композициям, отверждаемым ангидридами и используемым для склеивания стальных деталей. .
Изобретение относится к электропроводящему клею на основе связующего модифицированной эпоксидной смолы с отвердителем аминного типа и наполнителем и может использоваться в производстве оптико-электронных приборов.
Изобретение относится к клеевым композициям на основе хлорсодержащих полимеров для склеивания вулканизованных резин на основе различных каучуков друг с другом. .
Изобретение относится к фотоотверждаемой клеевой композиции, которая может быть использована для капсуляции органических светоизлучающих диодов, а также к способу получения фотоотверждаемой клеевой композиции.

Изобретение относится к области создания эпоксидных композиций, предназначенных для клеевых, заливочных, герметизирующих и ремонтных составов холодного отверждения.

Изобретение относится к клеящим веществам на основе эпоксидных смол и может быть использовано для получения теплопроводного клеевого состава для склеивания и герметизации деталей из стекла, керамики и металлов, в том числе и алюминиевых сплавов

Наверх