ТЕРМОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ Российский патент 2009 года по МПК C09J163/00 

Описание патента на изобретение RU2368635C2

Изобретение относится к области термостойких клеевых композиций холодного отверждения, обладающих повышенной прочностью клеевых соединений при температурах от 300 до 450°С и предназначенных для использования в изделиях авиакосмической техники и других отраслях промышленности.

Известна клеевая композиция холодного отверждения, включающая эпоксидную основу (смесь эпоксидных смол) и отвердитель на основе олигоимида (продукта поликонденсации димеризованных метиловых эфиров высших ненасыщенных дикарбоновых кислот и полиэтиленполиамина) с эластифицирующей добавкой (низкомолекулярным сополимером бутадиена и нитрила акриловой кислоты) и катализатором (патент РФ №2269560).

Недостатком известной клеевой композиции холодного отверждения является ограниченная термостойкость, не превышающая 300°С.

Известна теплостойкая клеевая композиция холодного отверждения, включающая эпоксидиановую смолу, отвердитель в виде смеси полиэтиленполиамина, модифицированного 1,2-ди(оксиметил)-ортокарбораном и олигоимида и наполнитель - карбонильное железо (патент РФ №2108357).

Недостатком этой клеевой композиции является то, что она обеспечивает термостойкость до 340-380°С и неработоспособна при 400°С и выше. Кроме того, в составе этой композиции в качестве модификатора отвердителя использован остродефицитный продукт - 1,2-ди(оксиметил)-ортокарборан.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является теплостойкая клеевая композиция холодного отверждения следующего состава, мас.ч.:

Эпоксикремнийорганическая смола 100 Олигометилфенилкарборансилоксан 20-35 Смесь изомеров γ- и β-аминопропилтриэтоксисилана 30-45 Трис-[2,4,6-(диметиламинометил)фенол] 1,5-2,5 Наполнитель 60-200

(патент РФ №1818832).

Недостатком теплостойкой клеевой композиции-прототипа является недостаточная прочность клеевых соединений при температурах 300-450°С.

Технической задачей изобретения является повышение прочности при сдвиге клеевых соединений при температурах 300-450°С при сохранении исходной прочности клеевых соединений на уровне клеевой композиции-прототипа.

Решение поставленной задачи достигается тем, что предложена термостойкая клеевая композиция холодного отверждения, включающая эпоксикремнийорганическую смолу, смесь изомеров γ- и β-аминопропилтриэтоксисилана и трис-[2,4,6-(диметиламинометил)фенол], которая дополнительно содержит продукт взаимодействия бис-о-цианаминов с тетранитрилами ароматических тетракарбоновых кислот при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксикремнийорганическая смола 100 Смесь изомеров γ- и β-аминопропилтриэтоксисилана 30-45 Трис-[2,4,6-(диметиламинометил)фенол] 1-3 Указанный продукт взаимодействия 120-160

Авторами установлено, что введение в состав эпоксидной клеевой композиции продукта реакции взаимодействия бис-о-цианаминов с тетранитрилами ароматических тетракарбоновых кислот позволило повысить прочность клеевых соединений при сдвиге при температурах 300-450°С при сохранении исходной прочности клеевых соединений на уровне клеевой композиции-прототипа.

В качестве эпоксикремнийорганической смолы в клеевой композиции могут быть использованы смолы, например, марок СЭДМ-1, СЭДМ-2, СЭДМ-3, СЭДМ-4 по ОСТ 6-06-448-95 с массовой долей нелетучих веществ (сухим остатком) не менее 98%, массовой долей эпоксидных групп 12-15,5% и массовой долей кремния 2-5%.

В качестве отвердителя в заявленном изобретении использована смесь изомеров γ- и β-аминопропилтриэтоксисилана марки АГМ-9 по ТУ 6-02-724-73 с массовой долей основного вещества не менее 90%, содержанием тетраэтоксисилана не более 5% и содержанием аминогрупп 6,8-7,55 мас.%.

В качестве ускорителя процесса отверждения использован продукт трис-[2,4,6-(диметиламинометил)фенол] марки УП-606/2 по ТУ 6-00209817.035-96 с массовой долей основного вещества не менее 95,5%.

В заявляемой клеевой композиции использован продукт взаимодействия бис-о-цианаминов с тетранитрилами ароматических тетракарбоновых кислот по ТУ 1-595-12-920-2006 с размером частиц не более 0,2 мм, температурой плавления 150-170°С и временем желатинизации при 200°С 40-60 мин.

Указанный продукт взаимодействия также может быть использован в качестве связующего для композиционных материалов, при этом его отверждают по ступенчатому тепловому режиму с обязательной окончательной термообработкой при температуре 350°С. Неожиданный эффект заявляемого изобретения заключается в том, что указанный продукт, используемый в качестве компонента клея холодного отверждения, обеспечивает повышение прочности клеевых соединений при температурах 300-450°С без термообработки.

Примеры осуществления

Клеевые композиции по примерам 1-4 готовили путем смешения всех компонентов в указанной последовательности, перемешивая композицию после введения каждого из компонентов до однородной консистенции.

Клеевые композиции по примерам 1-4 наносили на подготовленную под склеивание (одробеструенную или зашкуренную и затем обезжиренную) поверхность кистью или шпателем.

Склеивание проводили при температуре (18-25)°С в течение 7 суток при удельном давлении (0,15-0,2) МПа.

Прочностные характеристики клеевых соединений определяли по ГОСТ 14759-69 на образцах, изготовленных из стали 30ХГСА.

Составы заявленных клеевых композиций приведены в таблице 1, а свойства - в таблице 2.

Таблица 1 Наименование компонентов Состав, мас.ч., по примерам Прототип 1 2 3 4 Модифицированная эпоксидная смола: СЭДМ-1 100 - - - СЭДМ-2 - 100 - - СЭДМ-3 - - 100 - 100 СЭДМ-4 - - - 100 Смесь изомеров γ-аминопропилтриэтоксисилана и β-аминопропилтриэтоксисилана 30 35 40 45 35 Трис-[2,4,6-(диметиламинометил)фенол] 1 1,5 2 3 2,5 Продукт взаимодействия бис-о-цианаминов с тетранитрилами ароматических тетракарбоновых кислот 120 140 150 160 - Электрокорунд - - - - 200

Как видно из таблицы 2, предложенная термостойкая клеевая композиция в сравнении с композицией-прототипом обеспечивает повышение прочности клеевых соединений при температуре испытания 300°С на 20-30%, при температуре испытания 350°С на 27-76%, при температуре испытания 400°С на 43-129%, при температуре испытания 450°С на 55-133%. Качественное и количественное соотношения компонентов термостойкой клеевой композиции позволяют достичь технического результата - повышения прочности при сдвиге клеевых соединений при температурах от 300 до 450°С при сохранении исходной прочности клеевых соединений на уровне клеевой композиции-прототипа. Выход за пределы предложенного соотношения компонентов теплостойкой клеевой композиции снижает прочность клеевых соединений при температуре испытания 300, 350, 400, 450°С.

Введение в состав предложенной клеевой композиции 1,2-ди(оксиметил)-м-карборана в качестве термостабилизатора не приводит к достижению технического результата. Наблюдается охрупчивание клеевой композиции, что приводит к снижению прочности клеевых соединений при температуре испытания 20, 350, 400, 450°С.

Применение предлагаемой термостойкой клеевой композиции для приклеивания теплостойких неметаллических материалов, в том числе в изделиях авиационной техники, эксплуатирующихся при температурах до 450°С, позволит повысить надежность работы клеевых соединений в указанном диапазоне рабочих температур.

Похожие патенты RU2368635C2

название год авторы номер документа
ТЕПЛОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Петрова Алефтина Петровна
  • Лукина Наталия Филипповна
  • Котова Елена Владимировна
RU2591961C1
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРИКЛЕИВАНИЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ 1990
  • Петрова А.П.
  • Лукина Н.Ф.
  • Котова Е.В.
  • Кулакова Л.В.
  • Шамраков А.Л.
RU1818832C
ТЕПЛОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2003
  • Ершова Т.Н.
  • Смирнова Г.В.
RU2238294C1
ТОКОПРОВОДЯЩАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2005
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Солнцев Станислав Сергеевич
  • Лукина Наталия Филипповна
  • Авдонина Ирина Алексеевна
  • Требукова Елена Андреевна
  • Котова Елена Владимировна
RU2308105C1
ТЕПЛОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1991
  • Петрова А.П.
  • Лукина Н.Ф.
  • Котова Е.В.
  • Неделя Н.А.
RU2021314C1
ЭПОКСИДНАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2007
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Кондрашов Эдуард Константинович
  • Петрова Алефтина Петровна
  • Лукина Наталия Филипповна
  • Авдонина Ирина Алексеевна
  • Кузеря Мария Владимировна
RU2368636C2
ТЕРМОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Петрова Алефтина Петровна
  • Лукина Наталия Филипповна
  • Котова Елена Владимировна
RU2606616C1
Клеевая композиция холодного отверждения 2022
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Исаев Алексей Юрьевич
  • Смирнов Олег Игоревич
  • Саландо Руфина Петровна
  • Стародубцева Ольга Александровна
  • Лукина Наталия Филипповна
RU2802769C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ТЕРМОСТОЙКОГО МАТЕРИАЛА 2010
  • Кашинцева Галина Николаевна
  • Дорофеев Андрей Алексеевич
  • Малинов Владимир Иванович
RU2461587C2
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2003
  • Углова Г.Н.
  • Минаков В.Т.
  • Аниховская Л.И.
  • Чучаева Р.К.
  • Кладова Л.С.
  • Колобова З.Н.
  • Грачева А.А.
  • Иванов О.Ю.
  • Фомин С.Е.
RU2261885C2

Реферат патента 2009 года ТЕРМОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

Изобретение относится к термостойкой клеевой композиции холодного отверждения. Композиция включает мас.ч.: эпоксикремнийорганическую смолу - 100, смесь изомеров γ- и β-аминопропилтриэтоксисилана - 30-45, трис-[2,4,6-(диметиламинометил) фенол] - 1-3, продукт взаимодействия бис-о-цианаминов с тетранитрилами ароматических тетракарбоновых кислот -120-160. Полученная клеевая композиция обладает повышенной прочностью при сдвиге клеевых соединений при температурах от 300 до 450°С при сохранении исходной прочности клеевых соединений. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 368 635 C2

Термостойкая клеевая композиция холодного отверждения, включающая эпоксикремнийорганическую смолу, смесь изомеров γ- и β-аминопропилтриэтоксисилана и трис-[2,4,6-(диметиламинометил)фенол], отличающаяся тем, что она дополнительно содержит продукт взаимодействия бис-о-цианаминов с тетранитрилами ароматических тетракарбоновых кислот при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксикремнийорганическая смола 100 Смесь изомеров γ и β-аминопропилтриэтоксисилана 30-45 Трис-[2,4,6-(диметиламинометил)фенол] 1-3 Указанный продукт взаимодействия 120-160

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2368635C2

КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРИКЛЕИВАНИЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ 1990
  • Петрова А.П.
  • Лукина Н.Ф.
  • Котова Е.В.
  • Кулакова Л.В.
  • Шамраков А.Л.
RU1818832C
Гетероциклический термореактивный полимер 2002
  • Сидоренко В.И.
  • Панина Т.В.
  • Пономарев И.И.
RU2225417C1
ПОЛИМЕРНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ И ВЫСОКОПРОЧНЫЕ ТЕРМОСТОЙКИЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ЕГО ОСНОВЕ 2000
  • Глухова С.С.
  • Гуняев Г.М.
  • Давыдова И.Ф.
  • Минаков В.Т.
  • Каблов Е.Н.
  • Кавун Н.С.
  • Панина Т.В.
  • Пономарев И.И.
  • Раскутин А.Е.
  • Румянцев А.Ф.
  • Сидоренко В.И.
RU2201423C2
ТЕПЛОСТОЙКАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2003
  • Углова Генриэта Николаевна
  • Минаков Вячеслав Тихонович
  • Аниховская Любовь Ивановна
  • Чучаева Раиса Константиновна
  • Кладова Людмила Сергеевна
  • Леус Зинаида Григорьевна
RU2269560C2

RU 2 368 635 C2

Авторы

Каблов Евгений Николаевич

Кондрашов Эдуард Константинович

Лукина Наталия Филипповна

Требукова Елена Андреевна

Котова Елена Владимировна

Мухаметов Рамиль Рифович

Даты

2009-09-27Публикация

2007-12-12Подача