Клей Советский патент 1985 года по МПК C09J3/16 

1 Изобретение относится к получению клеев на основе эпоксидных смол, предназначенных для приклеивания металлов к стеклопластикам, работающих в условиях воздействия воды при повышенных давлениях (до 500 кгс/см). Однако азвестные клеи характеризуются сложной технологией склеивания и недостаточной водостойкостью клеевого соединения после воздействия воды при высоких давлениях. Известен конструкционный клей ВК-9, вклгочающий смолу ЭД-20, полиамид ПО-ЗОО продукты АГМ-3 и АДЭ-3 и в качестве на1толнителя измельченный асбест 1 . Известный клей предназначен для склеивания сталей, алюминиевых и титановых сплаво меясду собой и с неметаллическими материалами, образует вакуум-плотный шов с прочностыо при равномерном отрыве 196,2 кгс/см Однако известный клей характеризуется недостаточной влаго-и водостойкостью. Известен эпоксидный клей К-153, включающий эпоксидную диановую смолу, отвердитель холодного отверждения и наполнитель. Разрушаюшеё напряжение при сдвиге стеклотекстолита с алюминиевыми сплавами, клеем составляет 105 - склеенными данным 128 кгс/см и не снижается после теплового старения 2. Клеевые соединения на извест ном клее- стойки к действию атмосферных факторов, но разрушаются в условиях воздей ствия воды при высоких давлениях. Наиболее близким по технической сущност к изобретению является .эпоксидный клей, включающий эпоксидную диановую смолу, отвердитель холодного отверждения - полиэт ленполиамии и наполнитель - металлический порошок (3. Однако известный клей не обладает требуе мой прочностью и имеет низкий коэффициент сохранения прочтюсти после воздействия вода, при высоких давлениях. Цель изобретения - повышение прочности клеевого шва в соединениях стеклопластик металл и увеличение коэффициента сохранени прочности после воздействия воды при повышенных давлениях. Поставленная цель достигается тем, что клей, включающий эпоксидную диановую смолу, отвердитель аминного типа и наполнитель - металлический порошок, в качестве наполнителя содержит высокодисперсный ферромагнитный металл, выбранный из группы, включающий железо, кобальт, никель и сплавы железо-кобальт и железо-кобальтникель с диаметром частиц не более 0,12 мкм стабилизированный низкомолекулярным эпокп 2 сидным соединением, и дополнительно стеклянное дискретное волокно диаметром 520 мкм и длиной не более 100 мкм, модификатор - смесь 2,4-и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата и глицидол при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола100 Высокодисперсньш ферромагнитный металл с диаметром частиц не более 0,12 мкм0,5-8,0 Отвердитель аминного типа7,5-17,5 Смесь 2,4- и 2,6-изомеров топуилендиизоцианата3,84-8,38 Глицидол1,16-1,75 Дискретное стеклянное волокно .25-150 Использование известных стекловолокпистых материалов в качестве наполнителей предлагаемого клея не позволяетдостигнуть поставленной цели. Наиболее подходящим наполнителем для предлагаемого .клея является дискретное стеклянное волокно, полученное измельчением на вальцах отходов производства и переработки стеклянных волокон. Их размеры: диаметр 5-20 мкм и длина не более 100 мкм. Высокодисперсные металлические наполнители (ВДМН), входящие в состав предлагаемого клея, качественно отличаются от металлических порошков (МП), содержащихся в клее-прототипе. Размеры ВДМН по изобретению составляют менее 0,12 мкм, а по прототипу - более 25 мкм. Содержание ВДМН в клее по изобретению составляет 0,5- 8,0 мас.ч., а МП по прототипу - порядка 100-150 мас.ч. ВДМН невозможно ввести в эпоксидную смолу более 15-20 мас.ч. из-за их чрезвычайно развитой поверхности. ВДМН не могут существовать без стабилизирующего вещества на поверхности из-за склонности к окислению и укрупнению. МП по прототипу приводят к снижению прочности при сдвиге, а ВДМН в сочетании с предложенным модификатором существенно повышает прочность клея. Пример 1. В шаровую мельницу загружают 100 мас.ч. эпоксидной смолы марг ки ЭД-20 и 0,5 мас.ч. высокодисперсного железа, стабилизированного фенилгли1.щдиловым эфиром, и перемешивают в течение 24 ч при комнатной температуре. Далее полученную массу загружают в клеемешалку, добавляют 3,84 мас.ч. смеси 2,4- и 2,6-изомеров тол5илендиизоцианата и 1,16 мас.ч. глицидола. и затем добавляют 250 мае .ч. дискретного стеклянного волокна. Полученную смесь пе мешивают до получения однородной массы Непосредственно перед использова1шем вводят 7,5 мас.ч. триэтилентетраамина и пе мешивают 10t5 мин. Поверхность образцов перед склеиванием обезжиривают бензином или ацетоном. Отверждение проводят при комнатной температуре не менее 72 ч или при 80 С Пример 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная смола марки ЭД-20100 Высокодисперсный кобальт, стабилизиров анньш диглицидшювым эфиром диэтиленгли: КОЛЯ4 Дискретное стеклянное волокно Смесь 2,4- и 2,6-изомеров тоЛ}ашендиизоцианатаГлицидол Триэтилентетрамин10 Пример 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем соотнощении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20 . 100 Высокодисперсный никель, стабили-; зированный зпоксидной. смолой ЭД-20 .6 Дискретное стеклянное волокно75 Смесь 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата8,25 Глицидол1,75 Гексаметилендиамин14 П р и м е р 4. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20100 Высокодисперсный сплав железо-кобальт, стабилизированный крезилглицидиловым. эфиром8 Дискретное стеклянное волокно150 Смесь 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата8,38 Глицидол1,62 Полиэтил енполиамин17,5 Пример 5. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20ЮР Высокодисперсный сплав железокобальт-никель, стабилизированный диглицидиловым эфиром резорцина .6 Дискретное стеклянное волокно 75 Смесь 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата6,45 Глицидол1,55 Полиэтиленполиамин17,5 Пример б. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов ниже нижних пределов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20100 Высокодисперсный сплав железо-кобальт0.3 Дискретное стеклянное волокно20 Смесь 2,4- и 2,6-изомеров толунлендиизоцианата2,21 Глицидол0,79 Полиэтиленполиамин6 Пример 7. Процесс осуществляют аналогично примеру 1, но при соотноще НИИ компонентов выше высших пределов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола марки ЭД-20100 Высокодисперсный сплав железо-кобальт10 Дискретное стекля1Й1ое волокно 165 Смесь 2,4- и 2,6-изомеров j толуилендиизоцианата . . 10,19 Глицидол 1,81 Полиэтиленполиамин 19 При раздельном использовании ВДМН, . модификатора и дисперсного стеклянного волокна положительный эффект не достигает ся, что подтверждают допол штельные контрольные примеры 8-10 представленные в табл. 1. Свойства предлагаемого и известных клеев приведены в табл. 2. Исходная прочность предлагаемого клея в соединении металл-стеклопластикв 1,5- 2,5 раза вьппе, чем у базового объекта и у прототипа. Сохранение прочности предлагаемого клеевого соединения после -воздействия воды при 500 атм в 1,5 раза выше, что делает возможным использование этого клея в металлостеклопластиковых конструкциях, работающих в условиях воздействия воды при больших давлени51х. Повышенное время отверждения предложенного клея связано с ингибирующим влиянием ВДМН при комнатной температуре и с необходимостью завершения отверждения клея в металлостеклопластиковых конструк циях до глубоких стадий. Компоненты Эпоксидная циановая смола ЭД-20100 Высокодисперсное железо - Дискретное стеклянное волокно . 75 Толуилендиизоцианат1,65 Глицвдол5,85 Полиэтиленполиамин14 ПоказателиПредлагаело-ш 1 213 8 rL fl iJllT.910100 100 33 -75 1,65 5,85 - 14 Таблица 2 клей по примерам 4I 567

КЛЕЙ, включающий эпоксидную диановую смолу, отвердитель аминного типа и наполнитель - металлический порошок, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности клеевого шва в . соединениях стеклопластик - металл и увеличения коэффициента сохранения прочности после воздействия воды при повышенных давлениях, он в качестве наполнителя содержит , высокодисперсный ферромагнитный металл, выбранный из группы, включающей железо, кобальт, никель и сплавы железо-кобальт и железо-кобальт-никель с диаметром частиц не более 0,12 мкм, стабилизированный низкомрлекулярным эпоксидным соединением, и дополнительно стекля1шое дискретное волокно диаметром 5-20 мкм и длиной не более 100 мкм, модификатор - смесь 2,4- и 2,6изомеров толуилендинзоцианата и глицидол при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола100 Отвердитель аминного типа7,5-17,5 «I Высокодисперсный ферромагнитный металл0,5-8,0 Дискретное стеклянное волокно25-150 Смесь 2,4- и 2,6-изомеров толуилендиизоцианата 3,84-8,38 Глицидол 1,16-1,75

i 200 205200 210

185 180180190 270 250 260260

240 240 245240

95 958590

220130140

185120110

265135135

25010090

90

20

50

i

I 135130100

ПО11080 130135 120

9010085

707580

Продолжение табл. 2

128 196

100« 113

105

-123 140 95 109

50

65

60