ТЕПЛОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C09J167/02 

Изобретение относится к области модифицированных полиэфиркарборансодержащих клеевых композиций холодного отверждения с теплостойкостью до 400^оС.

Известен полиуретановый клей холодного отверждения ВИЛАД-11К-8, который имеет термостойкость до 150^оС [1] В состав клея входят компонент А ВИЛАД А-11к-3, состоящий из сложного олигоэфира и специальных добавок, компонент Б полиизоцианат марки Б. Соотношение компонентов (А:Б) 1:0,8. Клей отверждается при температуре от ±20 до 120^оС, в зависимости от температуры отверждения изменяется продолжительность отверждения и конечная прочность. Однако теплостойкость клея не превышает 150^оС. Кроме того, клей ВИЛАД-11К-3 обладает прочностными характеристиками, не превышающими 180 кгс/см² при 20^оС и 15 кгс/см² при 150^оС (прочность клеевых соединений при сдвиге).

Наиболее близким к изобретению является клей ВК-20 М, включающий карборансодержащий полиэфир, полиизоцианат, наполнитель и органический растворитель [2] Клей отверждается при комнатной температуре в течение 5 сут или при 80-90^оС в течение 3 ч. Однако прочность при сдвиге клеевых соединений, выполненных этим клеем, не превышает 80 кгс/см² при 20^оС и 5 кгс/см² при 400^оС. Кроме того, клей ВК-20М имеет низкие эластические характеристики и его жизнеспособность после приготовления в пределах 30 мин, что недостаточно при склеивании крупногабаритных конструкций.

Технической задачей изобретения является получение клеевой композиции холодного отверждения с повышенной термостойкостью, термостабильностью, прочностью и жизнеспособностью.

Техническая задача достигается тем, что теплостойкая клеевая композиция холодного отверждения, включающая карборансодержащий полиэфир, полиизоцианат, наполнитель и органический растворитель, содержит в качестве карборансодержащего полиэфира смесь полиэфиркарборанадипината с содержанием бора 30-35 мас. и гидроксильных групп 1-2 мас. и олигоэфиркарборансебацинатглицида с содержанием бора 14-16 мас. гидроксильных групп не более 5 мас. в качестве полиизоцианата полиизоцианат Б на основе дифенилметандиизоцианата при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Полиэфиркарборан-
адипинат с содержа-
нием бора 30-35 мас.

гидроксильных групп 1-2 мас. 1
Олигоэфиркарборан-
себацинат глицид с со- держанием бора 14-
16 мас. гидроксиль- ных групп не более 5% 0,7-1,5 Наполнитель 2-10
Органический раст- воритель 0,8-1
Клей может дополнительно содержать 1-2 мас.ч. бутадиеннитрильного каучука с содержанием карбоксильных групп 2,6-3,2 мас. В композиции используются полиэфиркарборанадипинат (марка Д-20) (ТУ-02-1054-76), внешний вид воскообразное вещество коричневого цвета, температура размягчения не выше 85^оС, содержание гидроксильных групп 1-2% содержание бора 30-35%
Олигоэфиркарборансебацинатглицид (марка 54-02) (ТУ 6-02-1362-87), внешний вид смола от светло-желтого до коричневого цвета, содержание гидроксильных групп 7,0-9,0% содержание бора 14-16% содержание карбоксильных групп не более 5%
Полиизоцианат марки Б, I сорт (ТУ6-03-875-75), содержание диизоцианатдифенилметана 52±5% содержание изоцианатных групп не менее 29,5% содержание гидролизуемого и свободного хлора не менее 0,3% содержание общего хлора не более 0,3% содержание фенилизоцианата не более 0,1% вязкость не более 6 мин.

Бутадиеннитрильный каучук с концевыми карбоксильными группами (марка СКИ-30 КТРА) (ТУ36-103474-86), внешний вид вязкая жидкость, вязкость при 50^оС 70-1200 П, массовая доля карбоксильных групп 2,6-3,2 массовая доля нитрила акриловой кислоты в сополимере в пределах 25-30 потери массы при сушке не более 1,0% массовая доля воды не более 0,2%
Наполнитель:
а) Асбест, переработанный для клеев, марки А (ТУ6-05-1379-76) Внешний вид и цвет Порошок бело- серого цвета Тонина помола 15-100 с б) Алюминиевый
порошок АСД-1 Внешний вид Однородный
порошок серо-
го цвета Содержание влаги Не более
0,02% Содержание ак- Не менее тивного металла 99,3% В качестве растворителя используется ацетон (ТУ6-09-3513-86).

Примеры конкретного выполнения, контрольные примеры, состав прототипа и свойства клеевых соединений приведены в таблице.

Технология склеивания.

Клеевая композиция по примеру 1 готовится путем предварительного растворения смолы Д-20 в ацетоне в соотношении 1:1 и дальнейшего введения в раствор 1,1 мас. ч. продукта 54-02, 3 мас.ч. полиизоцианата, 1 мас.ч. каучука СКН-30КТРА и 6 мас.ч. наполнителя. Композицию перемешивают после введения каждого из компонентов.

Технология приготовления клеевой композиции по примерам 2-8 аналогична технологии, приведенной для клеевой композиции по примеру 1. Клеевую композицию наносят на подготовленную под склеи- вание (одробеструенную или зашкуренную и обезжиренную) поверхность шпателем. Склеивание производят при температуре 15-30^оС и давлении 1,5-3 кгс/см² в течение 5 сут. или при 60^оС в течение 4 ч.

Прочностные характеристики клеевых соединений оценивали на образцах из стали 30ХГСАА по ГОСТ 14759-69.

Композиция обладает высокой термостабильностью: клеевые соединения на ее основе работоспособны при температуре 350^оС в течение 300 ч и при 400^оС 1 ч.

Клеевая композиция, в которой использован продукт полиэфиркарборанадипинат, при комнатной температуре не отверждается. Клеевые композиции, содержащие в своем составе олигоэфиркарборан- себацинатглицид, отверждаются при комнатной температуре, однако обеспечивают клеевым соединения низкие прочностные характеристики, особенно при повышенных температурах, в то время как при сочетании этих двух компонентов в одной композиции обеспечивается отверждение при комнатной температуре с одновременным получением высоких прочностных характеристик в интервале температуре от -60 до 400^оС.

Использование: получение клеевых композиций холодного отверждения с теплостойкостью до 400°С. Сущность изобретения: теплостойкая клеевая композиция холодного отверждения содержит полиэфиркарборанадипинат с содержанием бора 30-35% и гидроксильных групп 1-2% 1 мас.ч., олигоэфиркарборансебацинатглицид с содержанием бора 14-16% и гидроксильных групп не более 5% 0,7-1,5 мас. ч., полиизоцианат Б на основе дифенилметандиизоцианата 2-4 мас.ч., наполнитель 2-10 мас. ч., органический растворитель 0,8-1,0 мас.ч. Клеевая композиция может дополнительно содержать 1-2 мас.ч. бутадиеннитрильного каучука с содержанием карбоксильных групп 2,6-3,2%. Полиэфиркарборандипинат растворяют в ацетоне, добавляют в раствор олигоэфиркарборанглицид, полиизоцианат и наполнитель. Клей наносят на подготовленную под склеивание (одробеструенную, зашкуренную и обезжиренную ) поверхность шпателем. Склеивание проводят при 15-30°С, давлении 1,5-3 кгс/см² в течение 5 сут или при 60°С в течение 4 ч. Характеристики клея: прочность при сдвиге клеевых соединений стали при 20°С 270 кгс/см² , 150°С- 180 кгс/см² , 300°С- 110 кгс/см² , 400°С- 55 кгс/см² , после старения при 350°С 300 ч при 20°С 95 кгс/см² 350°С - 71 кгс/см² после старения при 350°С 100 ч при 20°С 65 кгс/см² , 350°С- 53 кгс/см² , после старения при 400°С- 1 ч при 20°С 38 кгс/см² , 400°С- 28 кгс/см² . 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. ТЕПЛОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ, включающая карборансодержащий полиэфир, полиизоцианат, наполнитель и органический растворитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости, термостабильности, прочности и жизнеспособности, она содержит в качестве карборансодержащего полиэфира смесь полиэфиркарборанадипината с содержанием бора 30-35 мас. и гидроксильных групп 1-2 мас. и олигоэфиркарборансебацинатглицида с содержанием бора 14-16 мас. гидроксильных групп не более 5% в качестве полиизоцианата полиизоцианат Б на основе дифенилметандиизоцианата при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Полиэфиркарборанадипинат с содержанием бора 30 35 мас. и гидроксильных групп не более 1 2 мас. 1
Олигоэфиркарборансебацинатглицид с содержанием бора 14 16 мас. гидроксильных групп не более 5 мас. 0,7 1,5
Полиизоцианат 2 4
Наполнитель 2 10
Органический растворитель 0,8 1,0
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения эластичности и прочности, она дополнительно содержит 1 2 мас.ч. бутадиеннитрильного каучука с содержанием карбоксильных групп 2,6 3,2 мас.