Способ подготовки поверхности термопластичного материала перед склеиванием

 

ОПИСАНИЕ 29303!

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое о" авт. свидетельства ¹

Заявлено 14.1!.1968 (№ 1218139/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1971. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания IО.III.1971

МПК С 09j 5,02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.792(088.8) Лвторы изобретения

А. Б. Давыдов и А. Я. Акимова

Заявитель

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО

МАТЕРИАЛА ПЕРЕД СКЛЕИВАНИЕМ

Изобретение относится к технологии склеивания термопластов и изделий из них и, в особенности, к технологии склеивания инертных пластиков, таких как полиэтилен, полипропилен, галоидзамещенные полиолефины.

Склеивание инертных термопластичных материалов (полиэтилена, полипропилена, фторнласта и других) представляет важную задачу в связи с их широким использованием в различных областях техники. Однако низкая поверхностная энергия этих материалов не позволяет с помощьк! обычных клеев добиться сколько-нибудь удовлетворительных прочностных свойств клеевых соединений пластиков между собой или с другими материалами (металлами, стеклом и т. п.) без предварительной обработки поверхности. Специальные клен для инертных пластиков уступают но своим прочностным свойствам обычным конструкционным клеям.

Известно большое число способов предварительной обработки поверхности инертных пластиков, обеспечивающих повышение их адгезионных свойств за счет изменения природы поверхностного слоя или путем создания шероховатости механической обработкой.

Однако шерохование поверхности инертных пластиков незначительно изменяет адгезионные характеристики этих материалов, При склеивании тонкостеш!ых оболочек или листовых материалов этот способ не может быть использован, так как приводит к короблению изделий.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

I Ia поверхность склеиваемых материалов, нагретых до температуры их размягчения, наносится тонкий слой порошкообразного ве1п щества таким образом, чтобы частицы порошка равномерно покрывали склепваемые поверхности.

Затем поверхность с нанесенным порошком

15 прокатываетс5! металлическим роликом, нагретым до температуры, близкой и температуре размягчения полимера таким образом, чтобы частицы порошка были вдавлены и частично закатаны в поверхностный слой ма20 териала. После охлаждения материал погружается в ванну с жидкостью, инертной по отношенп!о к материалу и растворяющей частицы !крошка. В результате выдержки в ванне порошкообразные частицы растворяются, и

25 в поверхностном слое материала образуются многочисленные микрополости. После промывки и сушки обработанный материал может склеиваться любыми клеями, проникающими в образовавшиеся микрополости и об30 разующимп после отверждения клеевые плеп293031

Предварительная обработка

Сдвиг, кг/смМарка клея

ПУ-2

0 — 0,5

Рез обработки

Образование микрополостей с помощью чугунныхх опилок

ПУ-2

70 — 80 (разрушение по материалу) Циакрин

Без обработки

Образцы не склеились

Циакрин

Образование микрополостей с помощью поваренной соли

70 — 80

I ðàçðóøåíèå по материалу) Предмет изобретения

Составитель Г. Т. Сомина

Редактор Л. Г. Герасимова Техред Л. Я. Левика Корректор Г. С. Мухина

Изд. № 244 Заказ 527/10 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мннпсгров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ки, прочно соединенные с поверхностью склеиваемых материалов.

В качестве порошка, наносимого на склеиваемые поверхности, могут быть использованы чугунные или стальные опилки или мелкая стальная дробь, а также неорганические слои, имеющие кристаллическое строение, например хлористый натрий, сернокислая медь и т. и.

Разогрев склеиваемых материалов может осуществляться в конвекционных термошкафах, а также с помощью инфракрасного или высокочастотного нагрева.

Нанесение порошкообразных частиц на разогретые поверхности может осуществляться с помощью сит или специальных дозирующих сопел.

Растворяются металлические порошки в разбавленных растворах минеральных кислот, например в разбавленной соляной кислоте, а минеральных солей — в воде. Для ускорения растворения порошкообразных частиц процесс отмывки может производиться при подогреве жидкости и ее циркуляции в ванне.

Пример. Склеивание полиэтилена высокого давления.

На поверхность образцов полимеров в виде плоских пластин размером 50 >< 60 )< 22, нагретых в термошкафу до температуры 110—

115 С, наносят равномерный слой порошкообразного вещества.

В качестве последнего используют чугунные опилки и поваренную соль со средним размером частиц 0,15 мм. Наносят порошкообразные вещества с помощью сита из расчета примерно 0,1 г/см2 для чугунных опилок и 0,5 — 0,6 г/см- адля поваренной соли, что обеспечивает образование микрополостей в поверхностном слое материала, занимающих примерно 50% его поверхности. Это, в свою очередь, обеспечивает оптимальные прочностные показатели. С помощью стального ролика, нагретого до температуры 90 — 100 С, порошкообразные частицы закатывают в поверхностный слой материала. Образцы охлаждают до комнатной температуры и погружают в сосуд с 10%-ным раствором соляной кислоты (при применении чугунных опилок) или с водой (при применении поваренной соли). Для ускорения процесса растворения жидкость в сосуде нагревают до температуры 40 — 50 С. После полного растворения частиц в слое образцы промывают в холодной воде и сушат на воздухе. Склеивание образцов осуществляют с помощью полиуретанового клея ПУ-2 и цианкрилатного клея циакрин. Образцы с наклеенными слоями клея соединяют склеиваемыми поверхностями внахлестку и выдерживают при комнатной температуре в течение одних суток при давлении.

Прочность при сдвиге образцов клеевых соединений полиэтилена, полученных с применением различных клеев, приведена ниже.

Способ подготовки поверхности термопла35 стичного материала перед склеиванием путем механической обработки, отличгиогиийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления клеевой пленки с поверхностью материала, на разогретую до температуры раз40 мягчения поверхность термопласта наносят слой порошкообразного вещества, например чугунных или стальных опилок, или неорганических солей, закатывают их в поверхность металлическим роликом, материал охлажда45 ют, затем погружают в ванну с жидкостью, инертной по отношению к термопласту и растворяющей частицы порошка, например в разбавленный раствор минеральной кислоты или воду, после чего материал промывают в хо50 лодной воде и сушат на воздухе.