Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы Российский патент 2020 года по МПК C09J163/02 

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к эпоксидным конструкционным клеевым композициям холодного отверждения с повышенной эластичностью и прочностью. Предназначено для изготовления покрытий стеклопластиковых изделий, герметизации и изоляции в электротехнике и применения в различных областях промышленности.

Из патентной литературы известна клеевая композиция (RU №2494134), относящаяся к эпоксидным конструкционным клеям холодного отверждения с высокой эластичностью и прочностью. Данная клеевая композиция имеет следующий состав: эпоксидно-диановая смола, дифункциональный олигооэфирэпоксид, трифункциональный олигооэфирэпоксид, низкомолекулярная полиамидная смола, наполнитель.

При создании тонкого клеевого соединения -100 мкм, наполнитель, влияющий на толщину слоя, не используется, что уменьшает прочностные характеристики клеевого соединения.

Из технической литературы известен модифицированный эпоксидный клей К-153 (ОСТ 92-0949-2014), который можно принять за более близкий аналог (прототип) предлагаемого изобретения.

Клей К-153 имеет следующий состав: эпоксидно-диановая смола 100 м.ч., отвердитель - полиэтиленполиамин 10-15 м.ч., наполнитель - 60-80 м.ч. (портландцемент марки 400 или 500 по ГОСТ 10178, или тальк марки ТРПН по ГОСТ 19729, или кварц молотый пылевидный, или нитрид бора. Клей готовят на месте потребления путем смешения компонентов.

Недостаток модифицированной эпоксидной смолы К-153 заключается в том, что при нанесении на изделие тонкого клеевого соединения ~100 мкм, для его попадания в имеющиеся конструктивные щелевые зазоры, производится заливка без наполнителя, что уменьшает прочностные характеристики покрытия.

Технической задачей изобретения является создание клеевой композиции с улучшенными технологическими возможностями и с повышенными прочностными характеристиками.

Поставленная задача решается тем, что в клеевой композиции на основе эпоксидной смолы, отвердителя и наполнителя, в качестве наполнителя используются углеродные нанотрубки (УНТ) при следующем соотношении мас.ч.:

эпоксидная смола К-153 (ТУ 2225-598-11131395-01) 100 отвердитель полиэтиленполиамин (ТУ 2413-357-0020344-99) 10-15 углеродные нанотрубки 0,0017-0,003

Сопоставительный анализ предлагаемой клеевой композиции и прототипа позволяет сделать вывод о том, что заявляемая клеевая эпоксидная композиция отличается от известной использованием в ее составе УНТ в количестве 0,0017-0,003 массовых частей, вместо портландцемента, кварца и других подобных наполнителей, что позволяет сделать вывод о новизне.

Из патентной литературы известно использование УНТ в качестве наполнителя, например, изобретение по патенту RU №2405795, в котором на 100 массовых частей эпоксидной смолы берутся УНТ в количестве от примерно 0,05 массовых частей до примерно 1 массовой части и дискретный волокнистый наполнитель в количестве от примерно 5 массовых частей до примерно 35 массовых частей. Получение указанной композиции проводится в несколько этапов. На первом происходит подготовка суспензии с функционализованными гидроксильными или карбоксильными группами углеродных нанотрубок в метилэтилкетоновом растворителе. На втором этапе в приготовленную суспензию вводят дискретный волокнистый наполнитель, в качестве которого используется воластонит с диаметром волокон от примерно 10 мкм до примерно 20 мкм при отношении длины к диаметру волокон от примерно 5 до примерно 100. На третьем этапе из полученной смеси удаляют метилэтилкетоновый растворитель и четвертом этапе вводят в эпоксидное связующее.

Недостатком данного способа является то, что он требует функционализированных УНТ с присоединенными к ним функциональными химическими группами: кислород, карбоксильные группы и др.), и кроме них - углеродное волокно и обработку ультразвуком.

Указанные недостатки значительно усложняют получение клеевой композиции требуемой прочности при достаточной ее унификации.

Сказанное позволяет сделать вывод об изобретательском уровне предлагаемой авторами клеевой композиции.

Клеевую композицию на основе эпоксидной смолы готовят на месте потребления путем смешения компонентов.

В эпоксидную смолу К-153 (ТУ 2225-598-11131395-01) массовой долей 100 м.ч. добавляется отвердитель полиэтиленполиамин (ТУ 2413-357-0020344-99) массовой долей от 10 до 15 массовых частей, тщательно перемешивается в течение 7-10 минут и добавляются УНТ в количестве 0,0017-0,0035 м. ч. и клеевая композиция перемешивается в течение 5-10 минут и наносится на склеиваемые поверхности. После чего выдерживается под давлением не менее 24 часов, после чего выдерживается не менее 12 часов на воздухе без давления.

Использование в предлагаемой клеевой композиции качестве наполнителя - УНТ увеличивает прочность на сдвиг на ~12%, что позволяет улучшить прочностные характеристики соединения резин, стеклолент, стеклотканей и других тканей с металлами, резиной, древесиной и пластмассами в любом сочетании.

Кроме того, предлагаемая клеевая композиция обладает хорошими диэлектрическими свойствами без изменения жизнеспособности.

Что подтверждает следующая таблица.

Предлагаемая к защите патентом РФ клеевая композиция готовится всего лишь из трех компонентов, не требует функционализации нанотрубок, подготовки в растворителях и ультразвуковой обработки, а также не нужны дополнительные добавки (полиэфирсульфон, частицы каучука, полиолы, кислоты и др.).

Изобретение относится к эпоксидным конструкционным клеевым композициям холодного отверждения с повышенной эластичностью и прочностью. Предназначено для изготовления покрытий стеклопластиковых изделий, герметизации и изоляции в электротехнике и применения в различных областях промышленности. Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы, отвердителя и наполнителя. В качестве наполнителя используются углеродные нанотрубки. Композиция содержит компоненты при следующем соотношении мас.ч.: эпоксидная смола К-153 100, отвердитель полиэтиленполиамин 10-15, углеродные нанотрубки 0,0017-0,003. Изобретение позволяет получить клеевую композицию с улучшенными технологическими возможностями и с повышенными прочностными характеристиками. 1 табл.

Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы, отвердителя и наполнителя, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используются углеродные нанотрубки при следующем соотношении мас.ч.:

эпоксидная смола К-153 100 отвердитель полиэтиленполиамин 10-15 углеродные нанотрубки 0,0017-0,003