КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ "ЛИДО" Российский патент 1997 года по МПК C09J163/00 

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к эпоксидным клеевым композициям холодного отверждения, водо-, теплостойким, предназначенным для ремонта автомобильных радиаторов.

Известные клеевые композиции [1] марок УП-5-171, УП-5-172 и др. на основе эпоксидной диановой смолы, олигоэфирэпоксидного блок-олигомера, наполнителей и аминных отвердителей обладают повышенной адгезией к металлам и стеклопластикам, однако нетеплостойкие (верхний температурный предел их эксплуатации не превышает 60^oС).

Клеи, включающие эпоксидиановые смолы, флексибилизаторы, разбавители и амины [2] имеют прекрасную адгезию к влажной поверхности субстрата, технологичны, но низкая теплостойкость (70^oС) значительно сдерживает их применение.

Композиции [3] содержащие эпоксидные олигомеры, карбоксилсодержащие олигобутадиены, спецдобавки и алифатические амины, высокопрочные, ударо-, водостойкие. Их недостатком является слабая адгезия к полимерам (резинам, полистирол и пр.).

Клеи [4, 5] включающие продукты сополимеризации эпоксидиановой смолы с карбоксилсодержащим олигобутадиеном, спецдобавки, амины и наполнители, имеют повышенные адгезионную и когерентную прочность, ударо- и теплостойкие; но плохо склеивают полимерные материалы и медленно набирают технологическую прочность при комнатной температуре.

Наиболее близкой по составу и количеству свойств к композиции по изобретению является клеевая композиция [6] содержащая продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного каучука в массовом соотношении 80:20, аминный отвердитель и наполнитель (мел химически осажденный) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Указанный продукт взаимодействия 100
Аминный отвердитель 16-18
Наполнитель 60-80
Прототип имеет повышенную адгезию к полимерным субстратам,тепло-, водостойкость, высокую скорость набора прочности при комнатной температуре. Недостатком клея является низкая адгезия к влажной поверхности, пониженные когезионный характеристики. Задачей изобретения является повышение когезии и адгезии к влажной поверхности.

Техническая задача изобретения достигается тем, что клеевая композиция, включающая продукт взаимодействия диановой эпоксидной смолы и низкомолекулярного карбоксилированного бутадиенового каучука, аминный отвердитель, содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного бутадиенового каучука при их массовом соотношении 60: 80-20: 40 и дополнительно разбавитель крезилглицидный эфир (УП-616) или продукт дегидрохлорирования дихлоргидринов и продукт взаимодействия моноэтаноламина и тетраэтоксисилана при мольном соотношении 1-3:1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Указанный продукт взаимодействия 100
Аминный отвердитель По стехиометрии
Разбавитель 7-20
Продукт взаимодействия моноэтаноламина и тетраэтоксисилана 3-5
В случае применения композиции для заделки трещин, раковин с целью придания эластичности вязкости и тиксотропности композиция может содержать олигоуретанэпоксид -каучук ПЭ Ф-ЗА (ПЭФ-ЗАК) (ТУ38.103466-80) 7-40 мас.ч. и/или наполнитель 60-100 мас.ч.

В композиции содержатся продукт сополимеризации эпоксидной смолы ЭД-20 с каучуком СКД-КТР "А", отвердители диэтилентриаминфенол УП-583 (ТУ6-05-241-331-82), алифатический амин УП-0633 (ТУ6-05-1863-78), разбавители УП-616 (ТУ6-05-241-1522-77), Э-181 (ТУ6-05-1190-79), наполнители: любой минеральный типа двуокиси титана, мела химически осажденного и др.

Продукт взаимодействия моноэтаноламина и тетраэтоксисилана β-аминоэтоксисилан (силоксан) имеет следующую формулу

где R' алкил С₁-C₁₀ или H₂NC₂H₄ - который получают известным способом по схеме

Способ получения β-аминоэтоксисиланов (-силоксанов) иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Смесь 122 г (2 моля) моноэтаноламина и 208 г (1,0 моль) тетраэтоксисилана выдерживают при атмосферном давлении и перемешивании в следующих условиях (^oС/час): 100-105/1 + 115-120/1 + 125-130/1 + 135+140/1 + 155-165/2-4 (до прекращения отгона этанола). Затем реакционную массу дополнительно вакуумируют (100-300 мм рт.ст.) при температуре 155-165^oС в течение 1-2 ч. Получают 239 г (количественный выход) низковязкого аминосилана коричневого цвета со следующими аналитическими данными: содержание кремния (% Si) 11,52% титруемого азота (% N_т) 11,70%
Пример 2. Из 61 г (1,0 моль) моноэтаноламина и 208 г (1,0 моль) тетраэтоксисилана в условиях примера 1 получают 220 г (98% от расчетного количества) низковязкого аминосилана коричневого цвета со следующими аналитическими данными: Si 12,10, N_т 6,33.

Пример 3. Из 183 г (3,0 моля) моноэтаноламина и 208 г (1,0 моль) тетраэтоксисилана в условиях примера 1 получают 248 г (97% от расчетного количества) низковязкого аминосилана коричневого цвета со следующими аналитическими данными: Si 10,85, N_т 16,47.

Строение полученных соединений подтверждается данными ИК-спектроскопии. В ИК-спектрах присутствуют сильные полосы деформационных колебаний N-Н в области 1590-1635 см^-1 и широкие сильные полосы веерных колебаний N-Н в области 710-815 см^-1, характерные для первичных аминов, сильные полосы деформационных колебаний Si-О в области 1080-1105 см^-1, характерные для алкоксисиланов.

Приготовление композиций.

Композиция по примерам 4-10 готовят механическим смешением компонентов в соответствии с рецептурами (табл.1) непосредственно перед применением. Свойства композиций заявляемого состава приведены в табл.2.

Из результатов, приведенных в табл.2, видно, что заявляемая композиция (по примерам 4 8) превосходит известную по когезионной прочности (σ_p, E) в 1,2-2,0 раза, по адгезии к влажной поверхности (τ_сдв влажных образцов) в 2 и более раз. Кроме того, заявляемая композиция не уступает прототипу по тепло-, водостойкости и способности склеивать полимерные субстраты. Композиция может применяться и в наполненном виде (примеры 9, 10), например, при грунтовке ремонтируемой поверхности, нанесении заплаты на поврежденные участки.

Предлагаемая композиция рекомендована к применению для ремонта автомобильных радиаторов в условиях Лихославльского радиаторного завода.

Использование: водо-, теплостойкие клеи холодного отверждения для ремонта автомобильных радиаторов. Сущность изобретения: клеевая композиция содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного бутадиенового каучука при их массовом соотношении 60: 80-20: 40 100 м.ч., аминный отвердитель по стехиометрии, разбавитель - крезилглицидный эфир или продукт дегидрохлорирования дихлоргидринов - 7-20 мас. ч. , продукт взаимодействия моноэтаноламина и тетраэтоксисилана при мольном соотношении (1-3):1 3-5 мас.ч. Композиция может содержать олигоуретанэпоксид на основе сложного полиэфира в количестве 7-40 мас.ч. и/или наполнитель в количестве 60-100 мас.ч. Характеристики клея: прочность при растяжении 1,1 ГПа, предел прочности при сдвиге клеевых соединений ст3/ст3, отвержденных при 20 плюс/минус 5 град.С 25,4 МПа, влажных образцов 19,7 МПа, предел прочности при равномерном отрыве 42 МПа. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Клеевая композиция, включающая продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного бутадиенового каучука, аминный отвердитель, отличающаяся тем, что она содержит продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного бутадиенового каучука при их массовом соотношении 60:80 20:40 и дополнительно разбавитель крезилглицидный эфир или продукт дегидрохлорирования дихлоргидринов и продукт взаимодействия моноэтаноламина и тетраэтоксисилана при мольном соотношении 1 3 1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного бутадиенового каучука 100
Аминный отвердитель по стехиометрии разбавитель 7 20
Продукт взаимодействия моноэтаноламина и тетраэтоксисилана 3 5
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олигоуретанэпоксид на основе сложного полиэфира в количестве 7 40 мас.ч. и/или наполнитель в количестве 60 100 мас.ч.