Клеевая композиция холодного отверждения


 


Владельцы патента RU 2527787:

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-технический университет" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области конструкционных клеев холодного отверждения, предназначенных для склеивания металлов и неметаллических материалов в изделиях автомобильной техники и различных отраслях машиностроительного комплекса. Клеевая композиция холодного отверждения включает эпоксидную диановую смолу (90-110 масс.ч.), полиамидную смолу (35-55 масс.ч.), кремнийорганический амин, выбранный из группы, включающей бис-парааминофениленаминометилентетраметилдисилоксан, γ-аминопропилтриэтоксиаминосилан, 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксиаминосилан, диэтиламинометилентриэтоксисилан или их смеси (1,15-1,30 масс.ч.), термопластичный модификатор полиэфиримид(5-25 масс.ч.), отвердитель диэтилентриаминометилфенол УП-583Д (25-35 масс.ч.) и минеральный наполнитель хризотил А-4-5 (20-30 масс.ч.). Изобретение позволяет получить клеевые соединения, обладающие высокой прочностью при сдвиге, отрыве и отслаивании, повышенной водостойкостью, трещиностойкостью, высокой эластичностью, с сохранением эластических и прочностных свойств при воздействии многократных температурных колебаний от -40°C до +120°C. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области конструкционных клеев холодного отверждения, обладающих высокой прочностью клеевых соединений при сдвиге, отрыве и отслаивании, повышенной водостойкостью, высокой эластичностью, с сохранением эластических и прочностных свойств при воздействии многократных температурных колебаний от - 40°C до +120°C, предназначенных для склеивания металлов и неметаллических материалов в изделиях автомобильной техники и различных отраслях машиностроительного комплекса.

Известна клеевая композиция (см. патент №2383574. Клеевая композиция, опубл. 10.03.2010, бюл. №7), содержащая эпоксидную диановую смолу ЭД-20, полиамидную смолу, отвердитель и минеральный наполнитель. При этом эпоксидная диановая смола ЭД-20 модифицирована термостойким термопластичным полимером (полисульфоном). В качестве отвердителя используется смесь аддукта фенола, этилендиамина, формальдегида (АФ-2) и кремнийорганического амина, а в качестве минерального наполнителя - шунгитовая крошка с размером частиц не более 40 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 90-110
Полиамидная смола 35-55
Полисульфон 5-30
Отвердитель:
Кремнийорганический амин 1,15-1,30
Формальдегид АФ-2 25-35
Минеральный наполнитель (шунгитовая крошка) 20-35

Недостатками клеевой композиции являются длительное время отверждения (9-12 часов при температуре не ниже +18°C), низкая ударная вязкость (трещиностойкость) и эластичность (прочность при отслаивании) при воздействии многократных температурных колебаний от - 40°C до +120°C, что не позволяет использовать ее при ремонте теплонагруженных агрегатов автомобильной техники (блоки цилиндров двигателя, головки блоков цилиндров).

В основу изобретения поставлена задача изменения состава композиции для снижения длительности отверждения, повышения эластичности, прочности при отслаивании, ударной вязкости и трещиностойкости.

Поставленная задача решается тем, что в клеевой композиции холодного отверждения, включающей эпоксидную диановую смолу, полиамидную смолу, кремнийорганический амин, выбранный из группы биспарааминофениленаминометилентетра-метилдисилоксан, γ-амино-пропилтриэтоксисилан, 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксиаминосилан, диэтиламинометилентриэтоксисилан или их смеси, модификатор в виде термостойкого термопластичного полимера, отвердитель и минеральный наполнитель, эпоксидная диановая смола ЭД-20 модифицирована термоэластопластом в виде полиэфиримида, в качестве отвердителя используется диэтилентриаминометилфенол УП-583Д, а в качестве минерального наполнителя - хризотил А-4-5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 90-110
Полиамидная смола 35-55
Кремнийорганический амин 1,15-1,30
(γ-аминопропилтриэтоксисилан)
Термоэластопласт (полиэфиримид) 5-25
Диэтилентриаминометилфенол УП-583Д 25-35
Хризотил А-4-5 20-30

Поскольку эпоксидная диановая смола ЭД-20 модифицирована термоэластопластом в виде полиэфиримида, в качестве отвердителя используется диэтилентриаминометилфенол УП-583Д, а в качестве минерального наполнителя - хризотил А-4-5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 90-110
Полиамидная смола 35-55
Кремнийорганический амин 1,15-1,30
(γ-аминопропилтриэтоксисилан)
Термоэластопласт (полиэфиримид) 5-25
Диэтилентриаминометилфенол УП-583Д 25-35
Хризотил А-4-5 20-30

обеспечивается снижение длительности отверждения, повышение эластичности, прочности при отслаивании, ударной вязкости и трещиностойкости.

Модифицирование эпоксидной диановой смолы ЭД-20 термоэластопластом в виде полиэфиримида и использование в качестве отвердителя диэтилентриаминометилфенола УП-583Д, а в качестве минерального наполнителя - хризотила А-4-5 позволяет снизить время отверждения композиции с 9-12 ч до 4-6 ч, повысить эластичность и ударную вязкость, а также сохранить прочностные и эластичные свойства при воздействии более длительных по времени многократных температурных колебаний от - 40°C до +120°C.

Для придания тиксотропности, улучшения технологичности и повышения теплопроводности предлагаемая композиция содержит в качестве минерального наполнителя хризотил А-4-5 (ГОСТ 12871-93) с размером частиц не более 30 мкм.

Результаты проведенных испытаний по составу и свойствам предлагаемой клеевой композиции и сравнительная оценка с прототипом представлены в таблицах 1 и 2.

Пример приготовления композиции

Клеевую композицию готовят путем последовательного смешения компонентов в соотношениях, указанных в таблице 1. В эпоксидную диановую смолу ЭД-20, взятой 95 мас.ч., добавляют полиамидную смолу 40 мас.ч., термоэластопласт в виде полиэфиримида 15 мас.ч. и хризотил А-4-5 25 мас.ч. Композицию тщательно перемешивают после введения каждого последующего компонента. Затем смешивают кремнийорганический амин (γ-аминопропилтриэтоксисилан) 1,2 мас. ч. с 30 мас.ч. диэтилентриаминометилфенолом УП-583Д и при дальнейшем перемешивании вводят в вышеперечисленную композицию. Таким образом, смесь отвердителей добавляют в последнюю очередь. При этом время жизнеспособности композиции составляет не более 20-30 минут после введения смеси отвердителей.

Клеевую композицию наносят на подготовленную под склеивание поверхность (зашкуренную и обезжиренную) шпателем ровным слоем на обе склеиваемые поверхности. Полимеризацию клеевой композиции проводят при температуре помещения не ниже 0°C в течение 4-6 ч.

Введение хризотила А-4-5 вместо шунгитовой крошки позволяет ускорить процесс полимеризации за счет физико-химических свойств данного вещества. Для повышения эластичности вместо полисульфона в предлагаемую композицию введен термоэластопласт в виде полиэфиримида, а аддукт фенола, этилендиамина, формальдегида АФ-2 из состава исключен, поскольку оказывает негативное влияние на организм человека, и его исключение в новой композиции не влияет на ее свойства, которые необходимо обеспечить.

Прочность на сдвиг клеевых соединений оценивали по ГОСТ 14759-69, на отслаивание - РТМ 1.2.015-81, на отрыв - ГОСТ 14760-69.

Свойства предлагаемой клеевой композиции представлены в таблице 2.

Испытания проводили на образцах из алюминиевого сплава АЛ4, поверхность которого предварительно была зашкурена и обезжирена.

Как видно из таблицы 2, предлагаемая клеевая композиция холодного отверждения в сравнении с прототипом обеспечивает снижение времени ее отверждения в 2…2,2 раза, позволяет увеличить на 60% количество температурных колебаний от - 40°C до +120°C, происходящих без разрушения склейки, а также сохранить эластичные и прочностные свойства, при повышении ударной вязкости (трещиностойкости) в 1,6 раза. По водостойкости предлагаемая клеевая композиция не уступает прототипу.

Использование предлагаемой клеевой композиции с указанными высокими прочностными характеристиками повышает прочность клеевых соединений при воздействии многократных температурных колебаний от - 40°C до +120°C и тем самым обеспечивает повышение надежности и ресурса изделий и агрегатов автомобильной техники.

Таблица 1
Составы предлагаемой клеевой композиции холодного отверждения и прототипа
Состав композиции, мас.ч.
Наименование компонентов
Предлагаемая Прототип
Эпоксидная диановая смола ЭД-20
90-100 90-100
Основа состава Полиамидная смола (продукт конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами димеризованных жирных кислот льняного масла)
35-55 35-55
Кремнийорганический амин (γ-аминопропилтриэтоксисилан)
1,15-1,30 1,15-1,30
Отвердитель Аддукт фенола, этилендиамина, формальдегида (АФ-2)
- 25-35
Диэтилентриаминометилфенол УП-583Д
25-35 -
Полисульфон - 5-30
Модификатор
Термоэластопласт (полиэфиримид) 5-25 -
Минеральный наполнитель Хризотил А-4-5 20-30 -
Шунгитовая крошка - 20-35
Таблица 2
Свойства предлагаемой клеевой композиции холодного отверждения и композиции-прототипа
Свойства Предлагаемая композиции Прототип
Прочность при сдвиге, кгс/см2, клеевых соединений при температуре испытания, °C:
-40 420 325
20 310 280
120 125 114
Прочность при отслаивании (эластичность), кгс/см2, клеевых соединений при температуре испытания, °C:
-40 5,8 5,5
20 6,1 5,9
120 4,9 4,4
Прочность при равномерном отрыве, кгс/см2, при температуре испытания, °C:
-40 430 420
20 450 445
120 165 150
Прочность на сдвиг, кгс/см2, клеевых соединений после воздействия воды в течение 3 месяцев при температуре испытания, °C:
-40 285 274
20 305 298
120 145 130
Ударная вязкость, кДж/м2 38 24
Количество температурных колебаний от - 40°C до -120°C, происходящих без разрушения склейки
2026 1350
Время достижения наибольшей прочности соединения, ч 4…6 9…12

1. Клеевая композиция холодного отверждения, включающая эпоксидную диановую смолу, полиамидную смолу, кремнийорганический амин, выбранный из группы, включающей бис-пара-аминофениленаминометилентетра-метилдисилоксан, γ-амино-пропилтриэтоксисилан, 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксиаминосилан, диэтиламинометилентриэтоксисилан или их смеси, модификатор - в виде термостойкого термопластичного полимера, отвердитель и минеральный наполнитель, характеризующаяся тем, что содержит термоэластопласт в виде полиэфиримида, в качестве отвердителя используется диэтилентриаминометилфенол УП-583Д, а в качестве минерального наполнителя - хризотил А-4-5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 90,0-110,0
Полиамидная смола 35,0-55,0
Кремнийорганический амин 1,15-1,30
Термоэластопласт полиэфиримид 5,0 -25,0
Диэтилентриаминометиплфенол УП-583Д 25,0-35,0
Хризотил А-4-5 20,0-30,0.

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве кремнийорганического амина содержит γ-аминопропилтриэтоксисилан.



 

Похожие патенты:
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.

Изобретение относится к области модификации эпоксидных смол, используемых в качестве основы для производства пропиточных составов, клеев и лаковых покрытий. Эпоксидный клей включает эпоксидиановую смолу (ЭД-20), полиаминный отвердитель - полиэтиленполиамин и в качестве модификаторов моно- или бис-малеинимиды общей формулы (I): Техническим результатом является улучшение эксплуатационных характеристик эпоксидных клеев, а именно повышение прочности на отрыв при равномерном растяжении, устойчивости к действию агрессивных сред, а также расширение ассортимента эпоксидных клеев и связующих на их основе.
Изобретение относится к химии полимеров, в частности к клеевым составам на основе эпоксидных смол для клеесварных соединений, применяемых в различных областях промышленности, прежде всего в авиастроении, для склеивания и коррозионной защиты панелей по периметральным зафланцовкам, а также для герметизации различных изделий.
Изобретение относится к эпоксидным конструкционным клеевым композициям холодного отверждения с повышенной эластичностью и прочностью, обеспечивающим работоспособность клеевых соединений с высокой прочностью как на сдвиг и отрыв, так и на отслаивание и расслаивание.

Изобретение относится к клеящей композиции на основе эпоксидной диановой смолы и отвердителя аминного типа. .
Изобретение относится к области клеевых композиций и может применяться для склеивания металлических изделий и устранения дефектов металлоконструкций. .

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к способу изготовления герметичного электронного модуля, и может быть использовано при конструировании герметичных электронных модулей, в частности используемых в бортовой радиоэлектронной аппаратуре (РЭА).
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.
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 склеивающей прокладке на основе эпоксидных смол и стеклотканей, применяемых для изготовления многослойных печатных плат. Склеивающая прокладка изготавливается с применением стеклоткани, пропитанной смесью эпоксидной диановой смолы, 4,4′-диаминодифенилсульфона, ацетилацетоната никеля и сферических частиц бутадиеннитрилстиролкарбоксилатного полимера диаметром от 10-8 до 10-7 м, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, полимер 5-20, 4,4′-диаминодифенилсульфон 15, стеклоткань 130, ацетилацетонат никеля 1. Технический результат - снижение коробления многослойной печатной платы до не более 0,1 мм. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области получения стеклотекстолитов фольгированных, применяемых для изготовления печатных плат. Предлагаемый материал представляет собой стеклотекстолит и изготавливается с применением стеклоткани, пропитанной смесью эпоксидной диановой смолы, 4,4'-диаминодифенилсульфона, ацетилацетоната никеля и сферических частиц бутадиен-нитрилстиролкарбоксилатного сополимера, где размер частиц сополимера составляет от 10-8 до 10-7 м, при следующих соотношениях, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, упомянутый полимер 5-20, 4,4/-диаминодифенилсульфон 20, стеклоткань 170, ацетилацетонат никеля 1. Техническим результатом является стойкость стеклотекстолита к многократным перегибам - более 1000 раз при радиусе перегиба 4,6 мм. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к получению склеивающих прокладок на основе эпоксидных смол и стеклотканей, применяемых для изготовления многослойных печатных плат. Материал представляет собой склеивающую прокладку и изготавливается с применением стеклоткани, пропитанной смесью эпоксидной диановой смолы, 4,4'-диаминодифенилсульфона, ацетилацетоната никеля, наполнителя - порошка сферических частиц полимера субмикронного размера и кремнеорганического вещества. Изобретение обеспечивает снижение коробления многослойной печатной платы, изготовленной прессованием препрега между двумя слоями платы. 1 табл.

Изобретение относится к области конструкционных клеев холодного отверждения с высокой прочностью клеевых соединений при сдвиге и отрыве и минимальными показателями газовыделения в условиях воздействия высокого вакуума, определяющих возможность применения клеевых соединений на космических аппаратах (КА). Клеевая композиция содержит компоненты при следующем их соотношении, мас. ч.: Хлорсодержащая эпоксидная смола 40-52 Дифункциональный олигооэфирэпоксид 8-20 Низкомолекулярная полиамидная смола 40-60 Наполнитель 60-90 Техническим результатом композиции является получение высокопрочных соединений элементов конструкций КА из алюминиевых сплавов, углепластиков, работоспособных в вакууме, в температурном интервале ±150°C. 1 табл.
Наверх