Клеевая композиция
Владельцы патента RU 2487155:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) (RU)
Изобретение относится к клеевой композиции, которая может быть использована для склеивания стеклопластика между собой. Клеевая композиция включает перхлорвиниловую смолу, органический растворитель и дополнительно содержит модификаторы. В качестве органического растворителя используют смесь бутилацетата и ацетона. Модификаторы представляют собой фосфорборхлорсодержащий олигомер, предварительно полученный в результате взаимодействия бората метилфосфита с эпихлоргидрином, и полиэтиленполиамин. Изобретение позволяет повысить прочность при склеивании стеклопластика между собой. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению клеевых композиций на основе синтетических высокомолекулярных соединений, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для склеивания стеклопластика между собой.
Известен клей для крепления теплозвукоизоляционных и декоративно-облицовочных материалов, включающий полиэфир 24К на основе себациновой кислоты, глицерина и гликоля, смолу поливинилхлоридную хлорированную марки ПСХ-ЛС, смесь органических растворителей - этилацетата и ацетона и полиизоцианат (Пат. 2225426 Россия, C09J 175/06; Опубл. 10.03.04).
Однако данный клей требует длительной выдержки после нанесения и предназначен для теплозвукоизоляционных и декоративно - облицовочных материалов.
Известен клеевой состав, включающий бутадиеннитрильный каучук СКН-26, в качестве повышающих адгезионно-когезионную прочность добавок - смолу фенолформальдегидную, смолу поливинилхлоридную хлорированную или хлорированный изопреновый каучук, оксид магния, оксид цинка, диоксид кремния, в качестве растворителя - этилацетат (Пат. 2266940 Россия, C09J 115/02; Опубл. 27.12.05).
Однако данный клеевой состав имеет сложный состав и предназначен для скрепления деталей обуви в условиях поточно-механизированного производства.
Известна клеевая композиция, включающая препарат DESMOCOL на основе полиуретана, отвердитель и полярный растворитель, причем она дополнительно содержит перхлорвиниловую и эпоксидную смолы, а в качестве отвердителя - полиамин алифатического ряда (Пат. 2271377 Россия, C09J 175/04; Опубл. 10.03.06).
Однако указанная клеевая композиция предназначена для склеивания материалов с силоксановым покрытием, капроновых тканей и стеклотканей.
Известна клеевая композиция на основе синтетического высокомолекулярного соединения, включающая перхлорвиниловую смолу, органический растворитель, дополнительно содержащая дибутилфталат и модификаторы - эпоксидную диановую смолу ЭД-20 и N-нитрозодифениламин (Пат. 2435820 Россия, C09J 175/04; C09J 109/02; C08L 19/00; Опубл. 10.12.11).
Однако указанная композиция предназначена для использования в резиновой промышленности при склеивании вулканизованной резины между собой.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является клеевая композиция марки ПЭД-Б. Клей представляет собой композицию из смолы перхлорвиниловой, эпоксидной смолы марки ЭД-20, метиленхлорида, циклогексанона (ВСН 214-82 «Сборник инструкций по защите от коррозии» табл.44). Отвердитель - полиэтиленполиамин - добавляется в клей непосредственно перед началом работ.
Недостатками этой композиции является низкая прочность сцепления при склеивании стеклопластика между собой.
Задача: возможность использования клеевой композиции на основе перхлорвиниловой смолы для склеивания стеклопластика, разработка состава клеевой композиции, обладающей повышенной прочностью при склеивании стеклопластика между собой.
Техническим результатом является разработка состава клеевой композиции, обладающей повышенной прочностью при склеивании стеклопластика между собой.
Поставленный технический результат достигается тем, что клеевая композиция, включающая перхлорвиниловую смолу, органический растворитель, причем в качестве органического растворителя используют смесь бутилацетата и ацетона в соотношении 1:1 и дополнительно содержит модификаторы, представляющие собой фосфорборхлорсодержащий олигомер, предварительно полученный в результате взаимодействия бората метилфосфита с эпихлоргидрином в массовом отношении 3,5:3, и полиэтиленполиамин, при следующем соотношении компонентов, масс.ч.: перхлорвиниловая смола - 15,0, указанный органический растворитель - 85,0, указанный фосфорборхлорсодержащий олигомер - 0,5-3,15, полиэтиленполиамин - 1,1-6,9.
Перхлорвиниловая смола марки CPVC (ОСТ 6-01-37-88, изм.1, 2) применяется в производстве клеев, покрытий в качестве полимерного связующего.
Бутилацетат (ГОСТ 8981-78) применяется в качестве растворителя.
Ацетон (ГОСТ 2603-79) применяется в качестве растворителя.
В качестве модификаторов для повышения адгезии клея используются полиэтиленполиамин (ПЭПА) (ТУ 6-02-594-80) и фосфорборхлорсодержащий олигомер (ФБЭ), предварительно полученный путем взаимодействия бората метилфосфита с эпихлоргидрином в массовом отношении 3,5:3. Борат метилфосфита использовался ранее для огнезащитной модификации целлюлозных материалов (Пат. РФ 2254341 С1, C08B 15/05, опубл. 20.06.05). Для приготовления ФБЭ в мешалку загружают необходимое количество бората метилфосфита и медленно по каплям добавляют рассчитанное количество эпихлоргидрина, не допуская разогрева реакционной массы выше 25°C. Синтез ведется при постоянном перемешивании. Время приготовления ФБЭ составляет 2,5-3 часа. Некоторые физические свойства олигомера представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |
| Физические свойства | Значение |
| Относительная плотность, г/см3 | 1,3912 |
| Показатель преломления | 1,463 |
В результате введения в клеевую композицию фосфорборхлорсодержащего олигомера и полиэтиленполиамина происходит увеличение концентрации полярных групп и образование дополнительных химических связей, что способствует увеличению прочности при склеивании стеклопластика между собой.
Клеевую композицию приготавливают следующим образом.
Перхлорвиниловая смола вместе со смесью растворителей загружается в клеемешалку и перемешивается до полного растворения. Затем осуществляется введение модификаторов - ФБЭ и ПЭПА. Общее время клеесмешения составляет 1-1,5 часа.
Пример приготовления клеевой композиции.
В клеемешалку, содержащую раствор перхлорвиниловой смолы в смеси органических растворителей, вводят рассчитанные количества фосфорборхлорсодержащего олигомера и полиэтиленполиамина и перемешивают содержимое 3-5 минут до получения однородной массы.
Для проведения сравнительных испытаний по указанному примеру приготовляется 4 варианта композиций, представленных в таблице 2.
Клей представляет собой жидкость коричневого цвета. Клей технологичен, хорошо наносится на поверхность стеклопластика.
Были исследованы различные содержания фосфорборхлорсодержащего олигомера и полиэтиленполиамина. Сравнительные испытания прочностных свойств клеевых составов по всем вариантам заявленной композиции и прототипу при склеивании стеклопластиков (табл.2).
Заявленные пределы содержания модификаторов ФБЭ и ПЭПА обусловлены тем, что при уменьшении их количества не удается получить высоких значений адгезии, а дальнейшее повышение дозировок не приводит к увеличению адгезии.
Прочность клеевого шва определялась по методике оценки прочности при сдвиге. Максимальная прочность клеевого шва достигается через двое суток. Испытания проводились на разрывной машине МРС-250 (РТМ 1.2.126-88). Технология склеивания образцов следующая. Двукратное нанесение приготовленного клея на подготовленную поверхность, сушка клеевой пленки при комнатной температуре (20°C) - первый слой в течение 10 минут, второй слой - в течение 1-2 минут, после чего производится плотное прижатие склеиваемых поверхностей.
Результаты испытаний на прочность склеенных заявленной клеевой композицией образцов стеклопластика при различном количественном содержании компонентов, приведены в таблице 2.
Таким образом, как видно из таблицы, при использовании в предлагаемой клеевой композиции в качестве модификатор ФБЭ и ПЭПА в указанных пределах позволяет повысить прочность при склеивании изделий из стеклопластика.
| Таблица 2 | |||||
| Компонент | Содержание компонентов, масс.ч. | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | прототип | |
| Перхлорвиниловая смола | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
| Эпоксидная смола ЭД-20 | - | - | - | - | 13 |
| Органический растворитель (смесь бутилацетата и ацетона в соотношении 1:1) | 85 | 85 | 85 | 85 | |
| Метиленхлорид | - | - | - | - | 90 |
| Циклогексанон | - | - | - | - | 10 |
| Полиэтиленполиамин | 1,1 | 1,7 | 3,4 | 6,9 | 5 |
| ФБЭ | 0,5 | 0,8 | 1,55 | 3,15 | - |
| Прочность при сдвиге, МПа | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,86 | 0,77 |
Технико-экономический эффект, полученный от применения клеевой композиции, заключается в том, что ее применение позволяет значительно повысить качество крепления изделий из стеклопластика.
Клеевая композиция, включающая перхлорвиниловую смолу, органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве органического растворителя используют смесь бутилацетата и ацетона в соотношении 1:1, и дополнительно содержит модификаторы, представляющие собой фосфорборхлорсодержащий олигомер, предварительно полученный в результате взаимодействия бората метилфосфита с эпихлоргидрином в массовом отношении 3,5:3,0, и полиэтиленполиамин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
| Перхлорвиниловая смола | 15,0 |
| Указанный органический растворитель | 85,0 |
| Указанный фосфорборхлорсодержащий олигомер | 0,5-3,15 |
| Полиэтиленполиамин | 1,1-6,9 |
