КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ (ЕЕ ВАРИАНТЫ) Российский патент 1997 года по МПК C09J163/02 C09J163/02 C09J171/02 C09J163/00 

Изобретение относится к области клеевых материалов холодного отверждения на основе эпоксидной смолы и может быть использовано для склеивания металлов, таких как сталь, дюралюминий и др.

Известна клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу ЭД-20, эпоксидную алифатическую смолу на основе этиленгликоля (ДЭГ-1), аминофенольный отвердитель продукт конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином (УП-583) и модификатор низкомолекулярные полиамидные смолы на основе растительных масел (Л-18, ТО-18) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 90
Эпоксидная алифатическая смола ДЭГ-1 10
Аминофенольный отвердитель УП-583 30
Модификатор 70
Однако недостатком данной композиции является то, что она обладает недостаточной адгезией к металлам, к тому же она имеет повышенную вязкость, что значительно затрудняет дозировку и нанесение композиции на склеиваемые поверхности [1]
Наиболее близкой к предлагаемой является клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу ЭД-20, аминофенольный отвердитель продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолов этилендиамином (Агидол АФ-2) и модификатор полиоксипропиленполиол с концевыми эпоксидными группами (лапроксид), формулы:

с молекулярной массой 4600 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола ЭД-20 100
Аминофенольный отвердитель Агидол АФ-2 20-25
Полиоксипропиленполиол с концевыми эпоксидными группами (Лапроксид) - 5-10 [2]
Недостатками данной композиции являются недостаточная адгезия к металлам, а также использование в композиции модификатора, который получается сложным двухстадийным синтезом, связанным с большим количеством химически загрязненных сточных вод, очистка которых дополнительно повышает затраты на производство лапроксида.

Целью изобретения является создание двухупаковочной клеевой композиции с повышенными адгезионными свойствами.

Цель достигается тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолов этилендиамином и модификатор, в качестве модификатора она содержит полиоксипропиленполиол с молекулярной массой 3500-5000 и олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 100
Продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолов этилендиамином 25-35
Полиоксипропиленполиол с молекулярной массой 3500-5000 10-30
Олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой 40-60,
а также цель достигается тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолов этилендиамином и модификатор, в качестве модификатора она содержит полиоксипропиленполиол с молекулярной массой 3500-5000 и олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой, и дополнительно содержит эпоксидную алифатическую смолу на основе ди- и полиолов при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 90-95
Эпоксидная алифатическая смола на основе ди- и полиолов 5-10
Продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)-фенолов этилендиамином 25-35
Полиоксипропиленполиол с молекулярной массой 3500-5000 10-30
Олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой 40-60
Эпоксидные диановые смолы ЭД-20, ЭД-22 (ГОСТ 10587-84) представляют собой продукты конденсации дифенилолпропана с эпихлоргидрином в щелочной среде, применяются для изготовления пропиточных композиций, клеев и связующих для стеклопластиков, (Каталог. Эпоксидные смолы и материалы на их основе.

Черкассы, 1985, с.3).

Эпоксидная алифатическая смола представляет собой продукт конденсации ди- и многоатомных спиртов с эпихлоргидрином в присутствии щелочи (ТУ 6-05-1823-77).

Полиоксипропиленполиол (лапрол) общей формулы:

представляет собой гидроксилсодержащий простой олигоэфир на основе окисей пропилена и этилена с молекулярной массой 3500-5000 и является промежуточным продуктом промышленного производства для получения полиуретановых материалов. (Каталог. Олигоэфиры. Изоцианаты. Системы. Черкассы, 1987, с.3).

Продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолов этилендиамином (Агидол АФ-2) является промышленным аминофенольным отвердителем эпоксидных смол (ТУ 33.303340-88).

Олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой в литературе не описан и является продуктом взаимодействия окиси пропилена (ОП) с триэтаноламином (ТЭА) в присутствии водного раствора щелочи.

Синтез указанного олигооксипропиленамина протекает в соответствии с уравнением реакции:

При этом мольное соотношение между ТЭА и ОП составляет 1:(5-7).

В реактор объемом 20 л, снабженный механической мешалкой, рубашкой для обогрева и охлаждения и манометром, помещают 3,0 кг ТЭА и 0,042 кг 50%-ного жидкого раствора КОН. Смесь перемешивают и добавляют в нее 8,17 кг ОП. Реактор герметично закрывают. Полученную массу перемешивают при 80-100^oC в течение 8-9 ч. При этом давление понижается до 0,1-0,3 атм (0,01-0,03 МПа), после чего реакционную смесь охлаждают до 60-65^oC и при вакууме 100-200 мм рт. ст. отгоняют в течение 1 ч летучие. Реактор охлаждают и выгружают олигооксипропиленамин, в результате получают 10,45 кг продукта, выход составляет 93,3%
Полученный олигооксипропиленамин представляет собой глицериноподобную светло-коричневую прозрачную жидкость с содержанием азота от 2,5 до 4,0 мас. показатель преломления n20д

=1,4628, плотность d204=1,04. Масс-спектр, полученный для образца олигооксипропиленамина (с исходным мольным соотношением ТЭА: ОП-1: 7), показал, что этот продукт представляет собой смесь олигооксипропиленаминов формулы (I) со средней молекулярной массой 400-550, определенной эбулиоскопически, что соответствует
n p + m + g 5-7
Использование в композиции олигооксипропиленамина с молекулярной массой 400-550 дает возможность достижения одного и того же технического эффекта.

Композицию для склеивания металлов готовят из смоляной и отверждающей частей в соотношении 1:1 или непосредственно перед использованием в течение 3-5 мин смешивают эпоксидную смолу, модификатор и отвердитель. Смоляная часть композиции состоит из эпоксидной смолы, а отверждающая часть состоит из смеси аминофенольного отвердителя Агидола АФ-2, указанного олигооксипропиленамина и полиоксипропиленполиола (лапрола).

Отверждение происходит в течение 24 ч при комнатной температуре, после чего проводятся испытания на адгезионную прочность (ГОСТ 7762-74).

Вариант 1.

Пример 1.

К 100 г эпоксидной диановой смолы ЭД-20 при комнатной температуре добавляют при тщательном перемешивании 15 г лапрола-5003, 60 г олигооксипропиленамина и 25 г отвердителя Агидола АФ-2.

Примеры 2, 3.

Композицию готовят аналогично примеру 1, соотношение компонентов приведено в таблице.

Пример 4.

К 100 г эпоксидной диановой смолы ЭД-22 при комнатной температуре добавляют при тщательном перемешивании 20 г лапрола-5003, 50 г олигооксипропиленамина и 30 г отвердителя Агидола АФ-2.

Вариант 2.

Пример 5.

90 г эпоксидной диановой смолы ЭД-20 смешивают с 10 г эпоксидной алифатической смолы ДЭГ-1, затем в смесь при тщательном перемешивании добавляют 25 г лапрола-3502, 50 г олигооксипропиленамина и 25 г отвердителя Агидол АФ-2.

Примеры 6, 7.

Композицию готовят аналогично примеру 5, соотношение компонентов приведено в таблице.

Пример 8.

95 г эпоксидной диановой смолы ЭД-22 смешивают с 5 г эпоксидной алифатической смолы ДЭГ-1, затем в смесь при тщательном перемешивании добавляют 20 г лапрола-3502, 50 г олигооксипропиленамина и 30 г отвердителя Агидола АФ-2.

Примеры 9, 10.

Составы и свойства композиций по изобретению представлены в таблице.

Как видно из примеров, предлагаемая клеевая композиция обладает на 30-45% большей адгезией к металлу по сравнению с прототипом. Клеевую композицию можно выпускать промышленным способом в двухупаковочном виде. При этом особое преимущество имеет то обстоятельство, что смоляная и отверждающая части имеют одинаковые объемы. Это позволит автоматизировать операцию фасовки и использовать одинаковую упаковку (тару).

Приготовление клеевой композиции путем смешения одинаковых объемов смоляной и отверждающей частей способствует более точной дозировке компонентов, вследствие чего достигается оптимальная прочность.

Использование: для склеивания металлов. Cущность изобретения: двухупаковочная клеевая композиция содержит, мас.ч.: эпоксидную диановую смолу 100, отвердитель - продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис; 2,4,6-трис(диметиламинометил)-фенолов этилендиамином 25-35, модификатор - полиоксипропиленполиол с молекулярной массой 3500-5000 10-30, олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой 40-60, а также эпоксидную диановую смолу 100, эпоксидную алифатическую смолу на основе ди- и полиолов 5-10, продукт переаминирования смеси 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолов этилендиамином 25-35, полиоксипропиленполиол 10-30. Характеристики клеев: адгезия к металлу при сдвиге 24,3 МПа, к стали 24,3 МПа. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

1. Клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, алминофенольный отвердитель продукт переаминирования смеси 2-;2,6-бис;-2,4,6-трис (диметиламинометил)фенолов этилендиамином и модификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модификатора полиоксипропиленполиол с мол.м. 3500-5000 и олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 100
Продукт переаминирования 2-; 2,6-бис-; 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенолов этилендиамином 25-35
Полиоксипропиленполиол с М.М. 3500-5000 10-30
Олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой 40-60
2. Клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, аминофенольный отвердитель продукт переаминирования смеси 2-; 2,6 -бис; -2,4,6-трис (диметиламинометил)-фенолов этилендиамином и модификатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модификатора полиоксипропиленполиол с мол.м. 3500-5000 и олигооксипропиленамин, с концевыми гидроксильными группами и третичный аминогруппой и дополнительно эпоксидную алифатическую смолу на основе ди- и полиолов при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 90-95
Эпоксидная алифатическая смола на основе ди- и полиолов 5-10
Продукт переаминирования смеси 2-; 2,6 -бис; 2,4,6-трис (диметиламинометил)фенолов этилендиамином 25-35
Полиоксипропиленполиол с мол.м. 3500-5000 10-30
Олигооксипропиленамин с концевыми гидроксильными группами и третичной аминогруппой 40-60