ВСПЕНИВАЮЩАЯСЯ ПЛЕНОЧНАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК C09J183/14 C09J183/14 C09J109/02 C09J163/04 

Изобретение относится к созданию вспенивающейся клеевой композиции в виде неармированной пленки, которая может применяться для склеивания трехслойных (в том числе и сотовых) конструкций, работающих в интервале температур 60-500^оС.

Вспенивающиеся клеи применяются для склеивания неровных поверхностей, где невозможно обеспечить подгонку склеиваемых поверхностей без зазора. Широкое применение они нашли в производстве сотовых конструкций.

Известен вспенивающийся клей ВКВ-2, выпускаемый в виде пленки, применяемый для склеивания сотовых конструкций [1]
Недостатком клея является то, что конструкции, склеенные с применением данного клея, работоспособны при температурах, не превышающих 80^оС. Склеивание, как и у клея ВКВ-1, происходит при 175^оС.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является вспенивающийся клей ВКВ-3, выпускаемый в виде пленки, принятый за прототип и включающий следующие компоненты, мас.ч. Сплав эпоксиимида и эпоксиноволака (смола УП-653Н) 50-70 Трифункциональная азотсодержащая эпок- сидная смола УП-610 25-50 Жидкий акрилонит- рильный каучук (СКН-30КТРА) 20-30 Бис(N,N'-диметилкар- бамид)дифенилметан (отвердитель N 9) 8-12 Асбест 20-30 Азотсодержащий газообразователь ЧХЗ-57 0,5-2,0 [2]
Клей имеет высокую адгезию к различным материалам, коэффициент вспенивания 1,5-2,5. Склеивание происходит при более низкой температуре 125^оС, нежели у клея ВКВ-2. Однако клей имеет невысокую рабочую температуру 150^оС.

Целью изобретения является создание вспенивающейся клеевой композиции, выпускаемой в виде пленки, с теплостойкостью 500^оС.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция, включающая акрилонитрильный каучук, отвердитель, наполнитель, азотсодержащий газообразователь, дополнительно содержит олигометилфенилкарборансилоксан и эпоксидную смолу, модифицированную органосилоксаном, при следующем соотношении компонентов, мас. ч. Олигометилфенил- карборансилоксан 60-80 Эпоксидная смола, модифицированная органосилоксаном 20-40 Акрилонитрильный каучук 20-40 Бис(N, N'-диметилкар- бамид)дифенилметан 8-10 Наполнитель 10-20
Азотсодержащий газообразователь 1-1,5 В качестве олигометилфенилкарборансилоксана используется продукт К-2104, представляющий собой олигометилфенил-о-карбораниленметоксисилоксан, полученный из фенилтрихлорсилана, метилтрихлорсила и карбосила-2 (ТУ 6-02-1-506-86).

Основные свойства продукта К-2104 Массовая доля летучих веществ, не более 3 Температура плавления,^оС 60-100 Массовая доля кремния, 18-22 Массовая доля бора, 9-12
Эпоксидная смола представляет собой продукт модификации эпоксидных смол ЭД-16 и ЭД-20 элементорганическими соединениями (смола марки СЭДМ-3 ОСТ 6-05-448-80).

Основные свойства смолы СЭДМ-3 Массовая доля сухого остатка, Не менее 99,0 Массовая доля эпоксидных групп, Не менее 15,5 Массовая доля кремния, Не менее 5
В качестве акрилонитрильного каучука используется низкомолекулярный сополимер бутадиена и акрилонитрила с концевыми карбоксильными группами СКН-30 КТРА (ТУ 38.103474-86).

Основные свойства каучука Внешний вид Вязкая жидкость Вязкость при 50^оС, П 70-1200 Массовая доля карбоксильных групп, 2,6-3,2 Массовая доля нитрила акриловой кислоты в сополимере, 25-30 Массовая доля воды, Не более 0,2 Потеря массы при сушке, Не более 1,0
В качестве отвердителя композиция содержит бис(N, N'-диметилкарбамид)дифенилметан (отвердитель N 9) (ТУ 6-14-22-159-83). Основные свойства отвердителя N 9 Внешний вид Порошок белого цвета Температура плавления,^оС Не ниже 217 Содержание воды и летучих веществ, Не более 1.

В качестве наполнителя композиция содержит асбест переработанный для клеев (ТУ 6-05-1379-76).

Азотсодержащий газообразователь азобисизобутиронитрил порофор ЧХЗ-57
Основные свойства порофора ЧХЗ-57:
Внешний вид Порошок белого цвета
Температура плавления,^оС 100-103 Газовое число,см³/г Не менее 13 Массовая доля влаги, Не более 0,2 или диазоаминобензол ДАБ.

Примеры конкретного исполнения, контрольные примеры и состав прототипа приведены в таблице.

Прочностные характеристики клеевых соединений, выполненных вспенивающимися клеями (клеевая прослойка 1 мм), оценивали на образцах из стали 30ХГСА по РТМ 1.2.015-81, при отрыве сотовых конструкций по ОСТ1 90069-72.

Технология приготовления заключается в тщательном смешении взятых в необходимых количествах компонентов при повышенной температуре: на первом этапе перемешиваются смолы К-2104, СЭДМ-8 и каучук при 100-110^оС в течение 20 мин. При этой температуре начинается реакция взаимодействия реакционных групп указанных компонентов с образованием эластичного продукта, сохраняющего форму пленки в течение длительного времени при хранении в условиях комнатной температуры. Затем температура смеси снижается до 80^оС, вводятся отвердитель N 9 и асбест. Перемешивание продолжается 20-30 мин до получения однородной массы. Далее температуру снижают до 70^оС и вводят газообразователь ЧХЗ-57 и перемешивают 10 мин. Композиция выгружается и пропускается через валки или между плитами пресса для получения пленки необходимой толщины.

Процесс склеивания осуществляется при 125^оС в течение 3 ч при давлении от контактного до 0,5 кгс/см². При отверждении происходит вспенивание клея, т. е. увеличение толщины клеевой прослойки в 2-3 раза, тем самым заполняются все неровности и зазоры между склеиваемыми поверхностями.

Использование: для склеивания трехслойных конструкций, работающих в интервале (-60) 500°С. Сущность изобретения: композиция содержит, мас. ч: эпоксидная смола, модифицированная органосилоксаном, 20-40; олигометилфенилкарборансилоксан 60-80; жидкий акрилонитрильный каучук с концевыми карбоксильными группами 20-40; бис( N, N′ =диметилкарбамид) дифенилметан 8-10; асбест 10-20; азотсодержащий газообразователь 1-1,5. Композиция образует клей в виде пленки с теплостойкостью до 500°С. 1 табл.

1. ВСПЕНИВАЮЩАЯСЯ ПЛЕНОЧНАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая эпоксидную смолу, жидкий акрилонитрильный каучук с концевыми карбоксильными группами, бис(N, N¹-диметилкарбамид)дифенилметан, асбест и азотсодержащий газообразователь, отличающаяся тем, что она в качестве эпоксидной смолы содержит эпоксидную диановую смолу, модифицированную органосилоксаном, и дополнительно олигометилфенилкарборансилоксан при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Эпоксидная смола, модифицированная органосилоксаном 20 40
Олигометилфенилкарборансилоксан 60 80
Жидкий акрилонитрильный каучук с концевыми карбоксильными группами 20 40
Бис(N, N¹-диметилкарбамид)дифенилметан 8 10
Асбест 10 20
Азотсодержащий газообразователь 1,0 1,5