Изобретение относится к области химической технологии и касается разработки клеевой композиции, используемой как для вклейки металлических с анодно-окисным покрытием или полиамидных втулок в канал трубчатых элементов, так и для приклеивания «амебообразных» элементов к присоединенной составляющей (ПС) ведущего устройства.
Известно множество клеев на основе различных полимерных материалов (Кардашов Д.А. М.: Изд. «Химия», с. 13-24; Петрова А.П. Клеящие материалы. Справочник под редакцией чл. корр. РАН, д-ра техн. наук Е.Н. Кааблова и др. М.: К и Р, 2002 г., с. 31-34).
При вклейке металлических с анодно-окисным покрытием или полиамидных втулок в канал трубчатых пороховых элементов, так же как и при приклеивании «амебообразных» элементов из баллиститного пороха к ПС ведущего устройства, необходимо обеспечить высокий уровень адгезионной прочности клеевой композиции к пороху или к поверхности ПС. Поверхности контакта из-за разнородности механических и адгезионных свойств используемого пороха и клеевой композиции являются точками концентрации напряжений. Склеивание нескольких разнородных материалов (алюминий, сталь 35ХЗНМ, металлические с анодно-окисным покрытием или полимерные втулки, баллиститный порох, клеевая композиция), входящих в конструкцию изделий, обычно достигается путем применения различных клеевых композиций, которые обеспечивают компенсацию возникающих напряжений.
В книге Краткий энциклопедический словарь. «Энергетические конденсированные системы» / Под редакцией академика Б.П. Жукова, Москва, «Янус-К», 1999 г., стр. 69, 70, описаны бронирующие составы для вкладных зарядов твердого ракетного топлива (ТРТ) на основе эпоксидно-диановых, эпоксидно-алифатических и эпоксидно-анилиновых смол и различных каучуков низкомолекулярного ПДИ-ЗА, бутилкаучука и др. Несмотря на пригодность для бронирования и скрепления зарядов с камерой ракетного двигателя известными бронирующими составами, они обладают отсутствием огнеэррозионной стойкости с использованием предусмотренных наполнителей (каолин, углерод, кислота борная, асбест и др.).
Известна клеевая композиция (патент RU №2266942 от 26.11.3003 г.) на основе эпоксидной диановой и полиамидной смолы, отверждаемая алифатическим ди- или полиамином. Недостатком данной композиции является недостаточная адгезия к материалам используемых узлов конструкции из-за присутствия компонентов силоксана.
Известна также клеевая композиция (патент RU №2266943 от 21.09.04 г.) с использованием эпоксидной, фенольной, резольной и др. смол. Недостатком данной композиции является то, что она отверждается при высокой температуре и имеет в своем составе большое количество смеси растворителей, что не допустимо при использовании ее для вклейки втулок в канал порохового элемента или приклеивания «амебообразных» пороховых элементов к поверхности ПС ведущего устройства.
Наиболее близким аналогом является эпоксидная композиция (патент RU №2 247133 от 27.02.2005 г.), взятая авторами за прототип. Данная клеевая композиция обладает высокими механическими характеристиками, но присутствие алифатической смолы ДЭГ-1 и пластификатора ДОФ не обеспечивает достаточную адгезионную прочность при вклейке полимерных или металлических втулок в канал порохового элемента и при приклеивании «амебообразных» элементов к ПС ведущего устройства.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка клеевой композиции для надежного крепления втулок в канале порохового элемента и крепление «амебообразных» элементов к присоединенной составляющей ведущего устройства.
Технический результат достигается тем, что клеевая композиция содержит эпоксидную модифицированную смолу КДА, отвердитель системы - полиэтиленполиамин, а присутствие в клеевой композиции двуокиси титана обеспечивает необходимые тиксотропные свойства клеевой композиции и высокую адгезионную прочность склеивания разнородных по своей природе материалов. В предлагаемой клеевой композиции компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:
В эпоксидную клеевую композицию входит эпоксидная модифицированная смола марки КДА (ТУ 2225-032-00203306-97 или ТУ 2225-611-11131395-2005). Данная смола марки КДА представляет собой эпоксидно-диановую смолу ЭД-20 (ГОСТ 10587-84), модифицированную алифатической смолой ДЭГ-1 с концевыми эпоксидными группами. Смола ДЭГ-1 (ТУ 2225-390-04872688-99) представляет собой продукт конденсации многоатомных спиртов с эпихлоргидрином и последующим дегидрохлорированием. Смола ДЭГ-1 используется в качестве активного разбавителя и пластификатора при изготовлении заливочных, пропиточных и клеевых составов на основе эпоксидных смол. Использование смолы марки КДА позволяет получить технологически пригодную композицию для вклеивания металлических (с анодно-окисным покрытием) и неметаллических (полиамидных втулок) в канал пороховых элементов и «амебообразных» элементов к ПС ведущего устройства с обеспечением высоких адгезионных характеристик в широком интервале температур. В качестве отвердителя выбран алифатический амин - полиэтиленполиамин (ПЭПА) ТУ 6-02-594-85 или ТУ 2413-357-00203447-99. Необходимые тиксотропные свойства и высокие адгезионные характеристики клеевой композиции обеспечивает наполнитель - двуокись титана пигментная марки Р-1 или Р-02 (ГОСТ 9808-84).
Компоненты клеевой композиции паспортизованы и выпускаются в промышленном масштабе на территории РФ.
Оптимальные свойства эпоксидной клеевой композиции: жизнеспособность, время отверждения, прочность адгезионного соединения «клееевая композиция + пороховой элемент + материал металлической втулки и ПС», были достигнуты при дозировании ПЭПА в количестве 9,23 мас. % на 76,92 мас. % смолы КДА при наполнении ее 13,85 мас. % двуокисью титана (при необходимости использования состава с более низкой вязкостью допускается двуокись титана не вводить). При этом оптимальные свойства эпоксидной клееевой композиции были достигнуты при дозировании ПЭПА в количестве 13 мас. % на 87 мас. % смолы КДА.
Пример 1
В мешатель последовательно загружают 76,92 мас. % смолы КДА, 13,85 мас. % протертой и просушенной навески двуокиси титана тщательно перемешивают шпателем вручную до полного смачивания двуокиси титана, затем перемешивают мешалкой без вакуума в течение 15 минут при температуре 20-35°С, далее перемешивают с вакуумированием в течение 30 минут при температуре 20-35°С и давлении (минус 0,9 - минус 1) кгс/см2 и загружают 9,23 мас. % полиэтиленполиамина, перемешивают при температуре 20-35°С в течение 4±1 минут при температуре 20-35°С и давлении (минус 0,9 - минус 1) кгс/см2, после чего готовый состав выгружают в расходную емкость. При необходимости допускается эпоксидную клеевую композицию готовить вручную, выдерживая указанную дозировку компонентов. Клеевую композицию отверждают при температуре производственного помещения 15-35°С. Фактическое время полимеризации составило 22-24 часа. Оценка качества вклеивания, жизнеспособность и вязкость приведены в таблице 1.
Примеры 2-4 осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов, указанном в таблице 1.
Как видно из результатов, приведенных в таблице, принятые в патентуемом техническом решении рецептурно-технологические параметры обеспечивают технологичность, температурный диапазон полимеризации от 15 до 35°С, ее приемлемую продолжительность и надежное скрепление металлических с анодно-окисным покрытием или неметаллических (полиамидных) втулок с пороховым элементом, а также скрепление «амебообразных» элементов с присоединенной составляющей ведущего устройства (высокая адгезионная прочность, характеризующаяся высоким уровнем усилия вырыва (от 11,9 до 15,9 кгс при температуре 20°С, от 3,3 до 3,7 кгс при температуре плюс 50°С и от 62,3 до 84,2 кгс при температуре минус 54°С), вклеенных втулок из канала порохового элемента в широком интервале температур от плюс 60 до минус 54°С, что и характеризует положительный результат настоящего изобретения.
Предлагаемая клеевая композиция имеет следующие достоинства:
1. Обладает удовлетворительными технологическими свойствами, необходимыми для качественного и надежного вклеивания металлических с анодно-окисным покрытием или полиамидных (полимерных) втулок (штырей) в канал порохового элемента (исключая подтеки состава из канала).
2. Обеспечивает высокую адгезионную прочность вклеенных предлагаемой клеевой композицией металлических с анодно-окисным покрытием или полиамидных (полимерных) втулок (штырей) в канал порохового элемента.
3. Обеспечивает высокую надежность скрепления «амебообразных» пороховых элементов с поверхностью присоединенной составляющей ведущего устройства.
4. Обладает удовлетворительными тиксотропными свойствами, что позволяет качественно покрыть поверхность «амебообразных» элементов и металлических с анодно-окисным покрытием или неметаллических (полимерных) втулок клеевой композицией и обеспечить высокую адгезию их с пороховым элементом.
Предлагаемая клеевая композиция проверена в лабораторных условиях АО «НИИПМ» и в НТИИМ (Нижне-Тагильский Институт испытания металлов) с положительными результатами.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2003 |
|
RU2247133C2 |
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2005 |
|
RU2285027C1 |
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2005 |
|
RU2287003C1 |
ЭПОКСИДНАЯ ЛИТЬЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ ВКЛАДНОГО ЗАРЯДА ИЗ СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА | 2007 |
|
RU2330832C1 |
ЭПОКСИДНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ИСПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ И ВЫРАВНИВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ | 2014 |
|
RU2548090C1 |
Эпоксидная композиция | 2023 |
|
RU2807757C1 |
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ | 2018 |
|
RU2749380C2 |
СПОСОБ ЗАЩИТЫ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРОКОРРОДИРОВАВШИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ | 2006 |
|
RU2304601C1 |
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2003 |
|
RU2266942C2 |
ЭПОКСИДНАЯ ЛИТЬЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БРОНИРОВАНИЯ ВКЛАДНЫХ ЗАРЯДОВ ИЗ СМЕСЕВОГО ТВЕРДОГО РАКЕТНОГО ТОПЛИВА | 2005 |
|
RU2295509C1 |
Изобретение относится к химической технологии, а именно к разработке клеевой композиции для соединения металлических и неметаллических материалов. Клеевая композиция в качестве эпоксидной смолы содержит эпоксидную смолу КДА, состоящую из эпоксидно-диановой смолы ЭД-20, модифицированной эпоксидной алифатической смолой ДЭГ-1 с концевыми эпоксидными группами, полиэтиленполиамин (ПЭПА) и в качестве наполнителя содержит двуокись титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: эпоксидная смола КДА 76-87, ПЭПА 7-13, двуокись титана 0-15. Введение двуокиси титана в эпоксидную модифицированную смолу КДА обеспечивает улучшение прочностных характеристик клеевой композиции и придает необходимые тиксотропные свойства. 1 табл., 4 пр.
Клеевая композиция для соединения металлических и неметаллических материалов, включающая эпоксидную смолу, полиэтиленполиамин (ПЭПА) и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы содержит эпоксидную смолу КДА, состоящую из эпоксидно-диановой смолы ЭД-20, модифицированную эпоксидной алифатической смолой ДЭГ-1 с концевыми эпоксидными группами, в качестве наполнителя содержит двуокись титана, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПОЛИПРОПИЛЕНА С НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛЬЮ | 2001 |
|
RU2196160C1 |
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2001 |
|
RU2186802C1 |
Способ сокращения времени обжига цементного клинкера с одновременным повышением качества (марки) цемента | 1949 |
|
SU89606A1 |
ТОКОПРОВОДЯЩАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 2009 |
|
RU2408642C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ТЕПЛОПРОВОДНОГО КЛЕЕВОГО СОСТАВА | 2014 |
|
RU2561201C1 |
US 3860541 A, 14.01.1975 | |||
Способ косвенного контроля динамического эксцентриситета электрической машины | 1982 |
|
SU1072196A1 |
Авторы
Даты
2017-02-02—Публикация
2015-12-22—Подача