МЕТАКРИЛАТНЫЙ КОНСТРУКЦИОННЫЙ КЛЕЙ Российский патент 2006 года по МПК C09J4/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к метакрилатным конструкционным клеям и к способам использования таких клеев.

Известный уровень техники

Конструкционные клеи хорошо известны для соединения металла с металлом, металла с пластмассой и пластмассы с пластмассой. Конструкционные клеи являются привлекательной альтернативой методам механического соединения, таким как заклепывание или точечная сварка, поскольку конструкционные клеи распределяют напряжение под нагрузкой по обширным поверхностям, а не концентрируют такие напряжения в нескольких точках. При использовании конструкционных клеев можно понизить или исключить стоимость окончательной отделки, поскольку для получения эстетически привлекательного внешнего вида нет необходимости прятать крепеж. Использование конструкционных клеев также позволяет получать продукты более чисто и тихо, поскольку за счет этих клеев осуществляют соединение без воды, пыли и шума. Кроме того, их можно использовать для соединения разнообразных материалов без существенной подготовки поверхности.

Несмотря на их привлекательность, известные конструкционные клеи имеют несколько потенциальных недостатков. Несмотря на то, что известные конструкционные клеи имеют хорошие характеристики при высокой температуре и хорошую долговечность, соединение, которое они создают, является жестким. Жесткое соединение неравномерно распределяет нагрузку по соединению, приводя к тому, что нагрузка на краях соединения выше, чем нагрузка в середине соединения. Таким образом, когда две детали соединены вместе внахлест, увеличение размера нахлеста не приводит к значительному увеличению прочности соединения. Более того, неравномерная нагрузка на жесткие конструкционные клеи может приводить к повреждению детали, поскольку клей будет не разрушаться, а сдирать краску и покрытие или в некоторых случаях разрывать волокно армированной пластмассы.

Кроме того, известны конструкционные клеи, которые преодолевают проблему жесткости. Данные эластичные клеи равномерно распределяют нагрузку по соединению. Результат данного явления заключается в том, что нагрузка эффективно поглощается и распределяется. Однако известные гибкие конструкционные клеи имеют неприемлемо плохие характеристики при высокой температуре и недостаточную долговечность.

Поэтому авторы изобретения осознали необходимость в конструкционном клее, который имеет превосходную гибкость, хорошие характеристики при высокой температуре и хорошую долговечность и который в то же время пригоден к эксплуатации без существенной подготовки поверхности. Авторы изобретения также осознали необходимость в конструкционном клее, который вызывает незначительные повреждения покрашенных или покрытых деталей.

Краткое изложение изобретения

Настоящее изобретение относится к нескольким композициям для использования в качестве конструкционного клея. Композиции включают мономерный компонент и каталитический компонент. В одном аспекте мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и изопрена, второй эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена, и сшитый каучук, представляющий собой сополимер акрилонитрила и бутадиена. Во втором аспекте мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена, и сшитый каучук, представляющий собой сополимер акрилонитрила и бутадиена. Изофталевую кислоту используют в качестве полимеризующегося кислотного мономера в комбинации с фосфатным сложным эфиром. Мономерный компонент включает промотор режима когезионного разрушения, представляющий собой этерифицированную канифоль или тальк.

Подробное описание изобретения

Описываемые композиции конструкционного клея включают, по меньшей мере, два компонента. Первый или мономерный компонент композиции может иметь несколько подкомпонентов, включая мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир, дополнительные мономеры и, по меньшей мере, один эластомерный материал. Мономерный компонент также может включать, помимо прочего, усилители адгезии, сшитые каучуки, инициаторы, представляющие собой третичные амины, ингибиторы, промоторы времени схватывания пленки по краям, тиксотропные агенты, антиоксиданты, пластификаторы, тальк и промоторы режима когезионного разрушения. Второй или каталитический компонент композиции включает катализатор полимеризации.

Мономеры, представляющие собой метакрилатный сложный эфир, включают мономеры, где спиртовая часть сложноэфирной группы содержит от одного до восьми атомов углерода. Примерами таких сложноэфирных мономеров являются метилметакрилат (ММА), этилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, цикло-10-гексилметакрилат и их смеси. Предпочтительным сложноэфирным мономером является ММА.

Дополнительные мономеры, которые можно использовать в комбинации с мономерами, представляющими собой метакрилатный сложный эфир, представляют собой акрилатные сложные эфиры, где спиртовая часть сложного эфира содержит от одного до восьми атомов углерода, примерами которых являются метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат и 2-этилгексилакрилат. Другими применимыми мономерами являются акрилонитрил, метакрилонитрил, стирол, винилтолуол и аналогичные соединения.

Другими дополнительными мономерами, которые можно использовать в комбинации с мономерами, представляющими собой метакрилатный сложный эфир, являются способные полимеризоваться, содержащие этиленовую ненасыщенность моно- или поликарбоновые кислоты. Примерами таких кислот являются акриловая кислота, метакриловая кислота (МАК), изофталевая кислота (ИФК), кротоновая кислота, малеиновая кислота и фумаровая кислота. Предпочтительными кислотами являются МАК или ИФК.

По меньшей мере, один эластомерный материал можно выбрать из блок-сополимеров стирола и изопрена или бутадиена, которые содержат примерно от 10 до 50 масс.% стирола. Например, подходящие блок-сополимеры стирола и изопрена включают блок-сополимеры с содержанием стирола примерно 10-20 масс.%, причем предпочтительны сополимеры с содержанием стирола примерно 17 масс.%. Одним таким блок-сополимером является Kraton™ D-1117 компании Shell Oil. Подходящие блок-сополимеры стирола и бутадиена включают блок-сополимеры с содержанием стирола примерно 10-50 масс.%. Один предпочтительный сополимер бутадиена и стирола имеет содержание стирола примерно 18 масс.%, в то время как другой имеет содержание стирола примерно 44-45 масс.%. Примеры предпочтительных блок-сополимеров включают Kraton™ D-KX-222C компании Shell Oil и Stereon™ 840 и 857A компании Firestone Polymers. Дополнительные применимые эластомерные материалы включают полихлоропреновый и нитрильный каучук (сополимеры акрилонитрила и бутадиена).

Усилитель адгезии увеличивает способность композиции приклеиваться к оцинкованной стали. Несмотря на то, что можно использовать известные усилители адгезии, предпочтительно использовать фосфатный сложный эфир, поскольку эластичность не приносится в жертву увеличению адгезии. Фосфатный сложный эфир, предпочтительно, выбирают так, чтобы он соответствовал мономеру, представляющему собой метакрилатный сложный эфир. Один предпочтительный усилитель адгезии представляет собой монометакрилатный фосфатный сложный эфир, имеющийся в продаже под торговой маркой CD 9050 компании Sartomer of Exton, PA.

Сшитый каучук увеличивает сопротивление удару и гибкость композиции и, предпочтительно, выбран так, чтобы он легко растворялся в других подкомпонентах мономерного компонента. Предпочтительно, сшитый каучук имеет средний размер частиц менее 0,5 мм. Одним подходящим сшитым каучуком является нитрильный каучук (сополимеры акрилонитрила и бутадиена). Например, подходящие нитрильные каучуки включают каучуки с содержанием акрилонитрила примерно 30-35 масс.%, причем предпочтительными являются каучуки с содержанием акрилонитрила примерно 33 масс.%. Одним примером нитрильного каучука является Zealloy™ 1422 компании Zeon Chemicals. Другим подходящим сшитым каучуком может являться акрилатный тройной сополимер, такой как полимеры линии Sunigum™, производимые компанией Goodyear Chemical.

Инициатор, представляющий собой третичный амин, помогает ускорять реакцию мономеров, представляющих собой метакрилатный сложный эфир, с катализатором полимеризации и выбран из N,N-диметиланилина, N,N-диметилтолуидина (ДМТ), N,N-диэтиланилина, N,N-диэтилтолуидина, N,N-бис[дигидроксиэтил]-п-толуидина, N,N- бис[дигидроксипропил]-п-толуидина и аналогичных соединений.

Ингибитор увеличивает срок хранения композиции. Можно использовать известные ингибиторы, но предпочтительными являются бензохиноны, причем нафтохинон наиболее предпочтителен. Промотор времени схватывания пленки по краям, как подсказывает название, увеличивает продолжительность времени, в течение которого на клее не образуется пленка. Подходящие промоторы времени схватывания пленки по краям включают различные воски, причем твердый парафин, такой как IGI 1977 компании International Group, является предпочтительным. Тиксотропный агент можно использовать для увеличения вязкости мономерного компонента и, таким образом, для предотвращения стекания или образования наплывов клея при вертикальном нанесении. Подходящие тиксотропные агенты известны специалистам в данной области и включают полиамидные тиксотропные агенты, причем Disparlon 6100 компании King Industries является предпочтительным. Подходящие антиоксиданты известны специалисту в данной области, причем предпочтительным антиоксидантом является 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, также известный как ионол. Для снижения вязкости мономерного компонента можно использовать пластификатор. Можно использовать известные пластификаторы, причем предпочтительным пластификатором является диизодециладипат (ДИДА).

Мономерный компонент также может включать промотор режима когезионного разрушения. При разрушении конструкционного клея желательно, чтобы клей оставался на обеих получающихся в результате деталях. Это называется режимом когезионного разрушения. Примеры промоторов режима когезионного разрушения включают любую этерифицированную канифоль, такую как талловое масло, живичную канифоль, причем экстракционная канифоль является предпочтительным типом этерифицированной канифоли. В качестве промотора режима когезионного разрушения также можно использовать тальк. Подходящие тальки выбирают, основываясь на стоимости. В качестве промотора режима когезионного разрушения можно использовать разнообразные этерифицированные канифоли и/или тальки в комбинации или по отдельности.

Мономерный компонент можно изготовить следующей ниже процедурой или процедурами, известными специалисту в данной области. Предпочтительно, готовят раствор каждого эластомерного материала в мономере, представляющем собой метакрилатный сложный эфир. Подобным образом, если необходимо использовать промотор режима когезионного разрушения, антиоксидант или ингибитор, то готовят растворы в мономере, представляющем собой метакрилатный сложный эфир. Кроме того, готовят раствор промотора времени схватывания пленки по краям в ксилоле. Другие компоненты можно добавлять неразбавленными.

Несмотря на то, что можно использовать любой порядок добавления подкомпонентов мономерного компонента, предпочтительным является следующий ниже порядок. К раствору(ам) эластомера(ов) добавляют раствор промотора режима когезионного разрушения, если он присутствует. Затем добавляют остающуюся часть неразбавленного мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир, после чего следует пластификатор, усилитель адгезии, промотор времени схватывания пленки по краям, антиоксидант, ингибитор, дополнительные мономеры и инициатор, представляющий собой третичный амин. Нет необходимости включать все подкомпоненты в каждый мономерный компонент. Включенные подкомпоненты смешивают. Затем добавляют тальк и сшитый каучук, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания. Затем добавляют тиксотропный агент и продолжают перемешивание. Смеситель останавливают и смеси дают постоять. Чтобы гарантировать, что тиксотропный агент должным образом активирован, и обеспечить полное набухание сшитого каучука, можно повторно перемешать смесь и дать ей постоять. После того как ей дают постоять, смесь перемешивают для получения однородной консистенции. Наконец, смесь перемешивают под вакуумом, чтобы удалить захваченный воздух. Как правило, количество мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир, можно увеличить, чтобы компенсировать потери, связанные с приложением вакуума.

В одном аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенный предел прочности на сдвиг при соединении внахлест при высокой температуре, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 1:

ПодкомпонентПодходящееПредпочтительноеЭластомерный материал 115-35 масс.%20-30 масс.%Эластомерный материал 21-20 масс.%4-15 масс.%Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир50-70 масс.%54-61 масс.%Полимеризующийся кислотный мономердо 10 масс.%2-5 масс.%Сшитый каучукдо 15 масс.%2-10 масс.%Инициатор, представляющий собой третичный аминдо 5 масс.%0,5-2 масс.%Ингибитордо 2 масс.%<0,1 масс.%Промотор времени схватывания пленки по краямдо 5 масс.%1-3 масс.%

В другом аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенную адгезию к оцинкованной стали и алюминию и в то же время сохраняющий хорошую гибкость, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 2:

ПодкомпонентПодходящееПредпочтительноеЭластомерный материал15-35 масс.%20-30 масс.%Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир50-70 масс.%50-65 масс.%Полимеризующийся кислотный мономердо 10 масс.%1-5 масс.%Сшитый каучукдо 20 масс.%2-10 масс.%Тиксотропный агентдо 6 масс.%1-4 масс.%Инициатор, представляющий собой третичный аминдо 3 масс.%0,1-1,5 масс.%Ингибитордо 1 масс.%<0,02 масс.%Промотор времени схватывания пленки по краямдо 5 масс.%1-4 масс.%

В третьем аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенное упругое восстановление, и в то же время имеет в целом режим когезионного разрушения, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 3:

ПодкомпонентПодходящееПредпочтительноеЭластомерный материал 110-30 масс.%15-23 масс.%Эластомерный материал 25-20 масс.%9-15 масс.%Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир40-65 масс.%45-60 масс.%Полимеризующийся кислотный мономердо 10 масс.%1-5 масс.%Фосфатный сложный эфирдо 10 масс.%1-5 масс.%Сшитый каучук2-15 масс.%5-10 масс.%Инициатор, представляющий собой третичный аминдо 5 масс.%0,5-3 масс.%Промотор времени схватывания пленки по краямдо 5 масс.%1-3 масс.%Тиксотропный агентдо 10 масс.%1-5 масс.%Ингибитордо 2 масс.%<1 масс.%

В четвертом аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенное упругое восстановление, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 4:

ПодкомпонентПодходящееПредпочтительноеЭластомерный материал 115-35 масс.%20-30 масс.%Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир45-65 масс.%50-60 масс.%Полимеризующийся кислотный мономердо 10 масс.%1-5 масс.%Фосфатный сложный эфирдо 10 масс.%1-5 масс.%Сшитый каучук2-15 масс.%1-10 масс.%Инициатор, представляющий собой третичный аминдо 5 масс.%0,5-3 масс.%Промотор времени схватывания пленки по краямдо 5 масс.%1-3 масс.%Тиксотропный агентдо 10 масс.%1-5 масс.%Промотор режима когезионного разрушениядо 20 масс.%1-10 масс.%Пластификатордо 10 масс.%1-5 масс.%Антиоксидантдо 5 масс.%0,01-0,5 масс.%Ингибитордо 2 масс.%<1 масс.%

В другом аспекте мономерный компонент содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 5:

ПодкомпонентПодходящееПредпочтительноеЭластомерный материал 110-25 масс.%12-22 масс.%Эластомерный материал 21-10 масс.%2-6 масс.%Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир50-70 масс.%55-65 масс.%Полимеризующийся кислотный мономердо 10 масс.%1-5 масс.%Фосфатный сложный эфирдо 10 масс.%1-5 масс.%Порошок сшитого каучука2-15 масс.%1-10 масс.%Инициатор, представляющий собой третичный аминдо 5 масс.%0,5-3 масс.%Промотор времени схватывания пленки по краямдо 5 масс.%1-3 масс.%Тиксотропный агентдо 10 масс.%1-5 масс.%Промотор режима когезионного разрушениядо 20 масс.%1-10 масс.%Ингибитордо 2 масс.%<1 масс.%

Каталитический компонент композиции представляет собой катализатор полимеризации. Подходящие катализаторы включают генераторы свободных радикалов, которые инициируют полимеризацию мономерного компонента. Такими катализаторами являются пероксиды, гидроксипероксиды, перэфиры и надкислоты. Примерами данных катализаторов являются пероксид бензоила, гидропероксид кумена, гидропероксид трет-бутила, пероксид дикумила, трет-бутилпероксиацетат, трет-бутилпербензоат, ди(трет-бутил)азодиизобутиронитрил и аналогичные соединения. В качестве катализатора также можно использовать лучистую энергию, например ультрафиолетовый свет и тепло. Предпочтительным катализатором является паста 18 масс.% безводного пероксида бензоила.

При использовании два компонента композиции по изобретению объединяют и затем наносят на детали, которые необходимо соединить. Альтернативно, два компонента можно нанести по отдельности на детали, которые необходимо соединить, и соединение деталей служит для соединения двух компонентов. Когда в качестве второго компонента используют лучистую энергию, лучистой энергией можно воздействовать на первый компонент до или после того, как первый компонент нанесен на деталь.

Типично, соотношение мономерного компонента к каталитическому компоненту композиции может находиться в диапазоне от 30:1 до примерно 1:1. Более предпочтительно, соотношение составляет от 15:1 до 5:1. Наиболее предпочтительно, соотношение мономерного компонента к каталитическому компоненту составляет 10:1.

ПРИМЕРЫ

Готовят и испытывают следующие композиции. Тестируемые образцы мономерного компонента готовят, как описано выше, где масс.% относятся к композиции мономерного компонента. Для всех тестируемых образцов каталитический компонент представляет собой 18% пасту пероксида бензоила. Для сравнения тестируемых образцов используют отношение 10:1 (мономерный компонент: каталитический компонент).

Для использования конструкционного клея мономерный компонент смешивают с каталитическим компонентом и наносят на детали, которые затем соединяют вместе. Предел прочности при растяжении, удлинение и модуль полученных в результате композиций измеряют процедурами, изложенными в ASTM D638-95, в то время как предел прочности на сдвиг при соединении внахлест измеряют по ASTM D1002-94. Упругое восстановление композиции рассчитывают, получая кривую прочности от нагрузки, исходя из модуля композиции. Линейная часть кривой соответствует упругому восстановлению композиции.

Пример 1

ПодкомпонентМасс.%Kraton D-111725Stereon 8409ММА54МАК3Zealloy 14226ДМТ1,2Нафтохинон0,01IGI 19772

Готовят 35% раствор Kraton D-1117 в ММА, также как 35% раствор Stereon 840 в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.

К раствору Kraton D-1117 добавляют раствор Stereon 840, после чего следует добавление оставшегося количества ММА. Затем по порядку добавляют раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, МАК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.

Результаты тестов для примера 1

Предел прочности при растяжении1060 фунт/кв.дюймУдлинение180-230%Модуль5600 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 72°F700 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 180°F75 фунт/кв.дюймУпругое восстановление10%

Duraplate™, продаваемый компанией Wabash National, представляет собой пластмассу, помещенную посередине двух слоев стали. Duraplate™ и аналогичные материалы обычно используют при производстве транспортных средств.

Пример 2

ПодкомпонентМасс.%Kraton D-KX-222C26,5ММА58,6МАК3Zealloy 14226Disparlon 61002,8ДМТ0,7Нафтохинон0,01IGI 19772,8

Готовят 1% раствор нафтохинона в ММА, а также готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле. Готовят раствор Kraton D-KX-222C в ММА, к которому по порядку добавляют раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, МАК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.

Результаты тестов для примера 2

Предел прочности при растяжении1550 фунт/кв.дюймУдлинение86%Модуль21000 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 72°F1240 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 180°F590 фунт/кв.дюймУпругое восстановление5%

Пример 3

ПодкомпонентМасс.%Kraton D-111719Stereon 84012ММА52ИФК2CD 90503Zealloy 14227ДМТ1,2IGI 19771,5Disparlon 61002Нафтохинон0,01

Готовят 35% раствор Kraton D-1117 в ММА, а также готовят 35% раствор Stereon 840 в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.

К раствору Kraton D-1117 добавляют раствор Stereon 840, после чего следует добавление оставшейся части ММА. Затем по порядку добавляют CD 9050, раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, ИФК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.

Результаты тестов для примера 3

Предел прочности при растяжении1120 фунт/кв.дюймУдлинение120%Модуль7700 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 72°F1400 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 72°F1460 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 170°F180 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 170°F180 фунт/кв.дюймУпругое восстановление5%

Пример 4

ПодкомпонентМасс.%Kraton D-KX-222C26ММА54ИФК2CD 90503Zealloy 14224ДМТ1IGI 19772Disparlon 61001Sylvaros PR R-852Тальк2ДИДА2Ионол0,1Нафтохинон0,01

Готовят 35% раствор Kraton D-KX-222C в ММА, а также 40% раствор Sylvaros PR R-85 в ММА, 40% раствор ионола в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.

К раствору Kraton D-KX-222C добавляют раствор Sylvaros PR R-85, после чего следует добавление оставшегося количества ММА. Затем по порядку добавляют ДИДА, CD 9050, раствор IGI 1977, раствор ионола, раствор нафтохинона, ИФК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют тальк и Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.

Результаты тестов для примера 4

Предел прочности при растяжении1550 фунт/кв.дюймУдлинение81%Модуль8800 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 72°F1400 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 72°F1630 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 170°F470 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 170°F401 фунт/кв.дюймУпругое восстановление7%

Пример 5

ПодкомпонентМасс.%Неопрен17Нитрильный каучук4ММА60ИФК2CD 90503Zealloy 14225,5ДМТ1IGI 19772Disparlon 61002Sylvaros PR R-852,5Нафтохинон0,01

Готовят 35% раствор неопрена в ММА, а также 35% раствор нитрильного каучука в ММА, 40% раствор Sylvaros PR R-85 в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.

К раствору неопрена добавляют раствор нитрильного каучука и раствор Sylvaros PR R-85, после чего следует добавление оставшегося количества ММА. Затем по порядку добавляют CD 9050, раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, ИФК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.

Результаты тестов для примера 5

Предел прочности при растяжении2070 фунт/кв.дюймУдлинение87%Модуль41000 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 72°F2000 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 72°F1900 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 170°F700 фунт/кв.дюймПредел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 170°F500 фунт/кв.дюймУпругое восстановление<2%

В то время как изобретение было конкретно описано в связи с определенными конкретными вариантами осуществления на практике и их примерами, необходимо понимать, что это дается в качестве иллюстрации, а не ограничения, и объем прилагаемой формулы изобретения следует толковать так широко, насколько будет позволять предшествующий уровень техники.

Изобретение относится к метакрилатным конструкционным клеям и к способам использования этих клеев. Технической задачей является создание клея с эффективным и равномерным распределением нагрузки по соединению, с высокими физико-механическими показателями при высокой температуре, в то же время пригодного к эксплуатации без существенной подготовки поверхности. Поставленная задача решается тем, что клей включает мономерный компонент и каталитический компонент. По первому варианту исполнения изобретения мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и изопрена, второй эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена. По второму варианту мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена, и сшитый каучук, представляющий собой сополимер акрилонитрила и бутадиена. По другому варианту изофталевую кислоту используют в качестве полимеризующегося кислотного мономера в комбинации с фосфатным сложным эфиром. По другому варианту мономерный компонент включает промотор режима когезионного разрушения, представляющий собой этерифицированную канифоль или тальк. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Композиция, применяемая в качестве конструкционного клея, содержащая подкомпонент, содержащий

15-35 мас.% первого эластомерного материала, который представляет собой блок-сополимер стирола и изопрена,

1-20 мас.% второго эластомерного материала, который представляет собой блок-сополимер стирола и бутадиена,

50-70 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,

до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,

до 15 мас.% сшитого каучука, который представляет собой сополимер акрилонитрила и бутадиена,

до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,

до 2 мас.% ингибитора и

до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям и

каталитический компонент.

15-35 мас.% первого эластомерного материала,

50-70 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,

до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,

до 20 мас.% сшитого каучука,

до 6 мас.% тиксотропного агента,

до 3 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,

до 1 мас.% ингибитора, и

до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям и

каталитический компонент.

10-30 мас.% первого эластомерного материала,

5-20 мас.% второго эластомерного материала,

40-65 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,

до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,

до 10 мас.% фосфатного сложного эфира,

2-15 мас.% сшитого каучука,

до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,

до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям,

до 2 мас.% ингибитора, и

до 10 мас.% тиксотропного агента и

каталитический компонент.

15-35 мас.% первого эластомерного материала, который представляет собой блок-сополимер стирола и бутадиена,

45-65 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,

до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера, который представляет собой изофталевую кислоту,

до 10 мас.% сложного фосфатного эфира,

2-15 мас.% сшитого каучука, который представляет собой сополимер акрилонитрила и бутадиена,

до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,

до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям,

до 10 мас.% тиксотропного агента,

до 20 мас.% промотора режима когезионного разрушения,

до 10 мас.% пластификатора,

до 5 мас.% антиоксиданта и

до 2 мас.% ингибитора и

каталитический компонент,

где промотор режима когезионного разрушения включает этерифицированную канифоль или тальк.

10-25 мас.% первого эластомерного материала,

1-10 мас.% второго эластомерного материала,

50-70 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,

до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,

до 10 мас.% сложного фосфатного эфира,

2-15 мас.% сшитого каучука,

до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,

до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям,

до 10 мас.% тиксотропного агента,

до 20 мас.% промотора режима когезионного разрушения, и

до 2 мас.% ингибитора и

каталитический компонент,

где промотор режима когезионного разрушения включает этерифицированную канифоль или тальк.