КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2016 года по МПК C09J191/00 

Изобретение относится к производству оптических деталей из оптического стекла и может быть использовано для временной фиксации группы деталей между собой, обеспечивающей многократное крепление этой группы деталей различными методами в процессе обработки.

Клеевые композиции, применяемые для этой цели, должны удовлетворять ряду технологических требований:

- иметь высокую адгезионную прочность, обеспечивающую прочность соединения деталей между собой и неизменность их взаимного положения при обработке;

- иметь достаточную температуру размягчения, которая будет определять режим обработки. Чем выше температура размягчения, тем больше могут быть давление и скорость при обработке;

- не вызывать упругой деформации при изменении агрегатного состояния;

- не вносить погрешностей базирования и закрепления при установке заготовок;

- не вступать в химическое взаимодействие с материалом заготовок;

- легко отставать от поверхности заготовок в процессе разблокирования.

Известна клеевая композиция следующего состава, вес.%:

продукт частичной этерификации канифоли многоатомными спиртами 80,0-85,0 пчелиный воск 10,0-15,0 парафин 4,0-6,0

(авт. свид. СССР №808511, МПК C09J 3/26, C08L 93/04, дата приоритета 26.12.1978 г.). Эта композиция может успешно применяться в основном для центрирования оптических деталей при однократном креплении из-за низкой температуры размягчения.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является клеевая композиция с традиционно применяемыми материалами, вес.%:

канифоль 57,6 воск пчелиный 12,4 парафин 30,0

(А.В. Сулим. Производство оптических деталей. Высшая школа. M., 1969 г., с.67). Однако такая композиция не обеспечивает многократного крепления группы деталей при их обработке из-за их низкой адгезионной прочности и низкой температуры размягчения.

Задачей изобретения является увеличение адгезионной прочности и температуры размягчения клеевой композиции, что позволит применить ее для временной фиксации группы деталей между собой, обеспечивающей многократное крепление этой группы в процессе обработки.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, достигается тем, что в клеевую композицию, содержащую канифоль и парафин, введен воск полиэтиленовый при следующем соотношении компонентов, вес.%:

канифоль 87,0 парафин 10,0 воск полиэтиленовый 3,0

Созданная клеевая композиция имеет высокую адгезионную прочность - 28 кг/см² и высокую температуру размягчения - 70°C.

Канифоль представляет собой твердую часть смолистых веществ деревьев хвойных пород и получается путем отгонки скипидара и эфирных масел из живицы этих деревьев. Это прозрачная стекловидная масса с температурой размягчения 66-80°C и кислотным числом 166-180 мг.

Парафин - белое воскообразное вещество, состоящее из смеси твердых углеводородов. Его получают из нефти и продуктов сухой перегонки бурого угля. Парафин химически стоек к щелочам и кислотам. Температура плавления парафина 52-60°C, плотность 0,819-0,930 г/см³.

Полиэтиленовый воск получают методом термической деструкции полиэтилена высокого давления. Неокисленный полиэтиленовый воск представляет собой углеводороды полиэтиленового ряда с молекулярным весом от 500 до 5000. Применяется в кабельной промышленности для заливочных составов, в бытовой химии - для полирующих композиций, для полиграфических красок.

Для изготовления клеевой композиции используют канифоль сосновую высшего и первого сорта ГОСТ 19113-84 с температурой размягчения не ниже 68°C и кислотным числом не ниже 168 мг, парафин нефтяной твердый ГОСТ 23683-89 марки П1 с температурой плавления не ниже 54°C и массовой долей масла не более 0,45%, воск полиэтиленовый неокисленный ТУ6-0203499-24-92 марок ПВ-200, ПВ-300 с температурой каплепадения 103-110°C.

Для экспериментальной проверки заявляемой композиции были приготовлены 6 образцов, рецептура которых приведена в таблице 1.

Для изготовления клеевой композиции исходные материалы, взвешенные в соответствии с рецептурой, загружают в котел и расплавляют при температуре 140-150°C. При этой температуре расплавленную массу выдерживают в течение 30 мин, постоянно перемешивая с помощью механической мешалки. Готовую клеевую композицию фильтруют через сетку 0112 или 0125 и разливают в пергаментные коробки, вставленные в металлические решетки.

Технологические характеристики исследуемых образцов, выявленные опытным путем, представлены в таблице 2.

Были исследованы свойства полученных образцов. Определение температуры размягчения образцов проводили в соответствии с ГОСТ 11506-73 с помощью прибора «кольцо и шар». Адгезионную прочность определяли по ГОСТ 7855-84 методом разрыва на разрывной машине типа МР-0,5-13ИП столбиков из стекла К8, состоящих из двух дисков диаметром 15 мм, приклеевыемых клеевой композицией с двух сторон к цилиндру диаметром 9 мм и высотой 13 мм. Сущность метода заключается в определении величины разрушающей силы при растяжении стандартного образца усилиями, направленными перпендикулярно плоскости склеивания.

Из таблицы 2 следует, что величина адгезионной прочности и температура размягчения исследуемых образцов значительно выше в сравнении с прототипом.

Изготовленные образцы клеевой композиции были опробованы в производственных условиях. Испытания проводили на призмах с количеством граней 7, размером 68×56×40 мм, с требованиями к точности углов 2′. После обработки вспомогательных боковых сторон с обеспечением требований их параллельности 1′ для обработки исполнительных поверхностей оптические заготовки склеивали образцами клеевой композиции в столбики, длина которых должна быть приблизительно больше катета в 10 раз, но не более 200-250 мм. Процесс временной фиксации клеевой композицией проводился следующим образом. Оптические заготовки равномерно нагревали на электроплите до температуры 80-90°C, затем поочередно снимали с плиты, ставили в фиксирующее приспособление и наносили клеевую композицию на верхнюю поверхность каждой детали. Детали при этом тщательно притирали друг к другу. Слой клея между деталями должен быть равномерным, минимальным по толщине и не иметь воздушных включений. Полученные таким образом столбики зажимали в фиксирующем приспособлении и охлаждали на воздухе до комнатной температуры. После остывания столбики приклеивали к специальному приспособлению наклеечной смолой с температурой размягчения 50-55°C для обработки одной стороны. После обработки столбики отклеивали, затем переклеивали на приспособление для обработки следующей стороны. После 5 переклеек проводили контроль столбика по точности углов. При сохранении столбика в целостном состоянии возможно в дальнейшем провести подшлифовку каждого столбика.

Результаты испытаний опытных образцов клеевой композиции в производственных условиях представлены в таблице 3.

Результаты испытаний опытных образцов, представленные в таблице 3, показывают, что образец №6 соответствует всем требованиям технологического регламента. Клеевая композиция, изготовленная из канифоли, парафина и воска полиэтиленового при следующем соотношении компонентов, вес.%

канифоль 87,0 парафин 10,0 воск полиэтиленовый 3,0

обладает достаточной адгезионной прочностью и необходимой температурой размягчения. Разработанная композиция пригодна для склеивания оптических заготовок в столбики с целью многократного крепления столбиков в ходе обработки. При этом детали в столбике не расклеиваются даже после пятикратного переклеивания, при необходимости возможна подшлифовка столбиков. При нанесении клея на поверхность оптических заготовок образуется равномерный, минимальный по толщине слой без воздушных включений. Клеевая композиция не вызывает упругих деформаций при изменении агрегатного состояния, не вносит погрешностей базирования и закрепления при установке заготовок, не вступает в химическое взаимодействие с материалом заготовок, быстро и равномерно остывает, легко отстает от поверхности заготовок и приспособления в процессе разблокирования.

Таким образом, создана клеевая композиция с новой совокупностью существенных признаков - в ее состав введен новый компонент и изменено весовое соотношение всех компонентов, что определяет новизну и изобретательский уровень заявляемого технического решения и позволяет обеспечить заявленный технический результат - временную фиксацию оптических заготовок между собой с возможностью их многократного крепления для последующей обработки, а возможность изготовления в производственных условиях доказывает ее промышленную применимость.

Клеевая композиция относится к химической промышленности и используется для обработки оптических материалов. Композиция содержит канифоль, парафин, воск полиэтиленовый при следующем соотношении компонентов, вес.%: канифоль 87,0, парафин 10,0, воск полиэтиленовый 3,0. Клеевая композиция пригодна для временной фиксации группы оптических деталей между собой. 3 табл.

Клеевая композиция, содержащая канифоль и парафин, отличающаяся тем, что она содержит воск полиэтиленовый при следующем соотношении компонентов, вес.%:
канифоль 87,0 парафин 10,0 воск полиэтиленовый 3,0