Клеевая композиция Советский патент 1992 года по МПК C09J175/06 

Изобретение относится к получению электропроводящих клеевых композиций холодного отверждения и может быть использовано в электронике, радиотехнике, приборостроении для монтажа деталей электронных приборов и склеивания различных полимерных (резины, тканей: 500И, перплен, пленки ПЭТФ-ДА) и металлических (сплав AM Г-6) субстратов в тех случаях, когда исключено применение других видов крепления. Кроме того, возможно применение данной клеевой композиции в качестве экранирующего покрытия для защиты от электромагнитного излучения, а также для крепления элементов переходного сопротивления из алюминиевой или никелевой фольги к полимерным материалам для защиты изделий из них от статического электричества.

Известна двухкомпонентная клеевая композиция для склеивания поливинилхло- ридной пленки, фетра, волокон, пропитанных фенольной смолой, содержащая уретановый каучук на основе сложных полиэфиров, полиизоцианат, биурет, силикагель и органический растворитель.

Однако данная клеевая композиция не обеспечивает необходимой прочности при склеивании таких материалов, как резина, ткани( 500И, перлен), ПЭТФ-пленки и металлы (сплав АМГ--6), и не обладает электропроводящими свойствами.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является клеевая СО

S

со

позиция для склеивания целлофана и поли- олефинов, включающая уретановый каучук на основе сложных полиэфиров, эпоксидна- новую смолу, полиэфирацетальуретан, по- лиизоцианат, монофенилуретан и растворитель.

Недостатком данной клеевой композиции является низкая конфекционная и адге- зионная прочность (РСв, кН/м) при склеивании полимерных (резины, тканей, пленки ПЭТФ) и металлических (сплав AM Г- 6) материалов (РСв 0,08-0,6 кН/м). Кроме того, эта композиция не обладает электропроводящими свойствами (удельное объемное электрическое сопротивление р равно 1 10+12 Ом-м, переходное сопротивление Rnep (6-8)-1 Ом). Клеевая композиция полностью отверждается в течение трех суток при Т 20 ±5°С.

Целью изобретения является повыше- ние конфекционной и адгезионной прочности клеевых соединений при одновременном повышении электропроводности клеевой пленки.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция, включающая уретановый каучук на основе сложных полиэфиров, эпоксидиановую смолу, полиизоцианат и органический растворитель, дополнительно содержит углеродное волокно и углеродный дисперсный наполнитель при соотношении соответственно 1:(0,3-1,25) при следующем соотношении компонентов, мае,ч.:

Уретановый каучук на основе сложных полиэфиров100

Эпоксидиановая смола1-5

Полиизоцианат15-34

Углеродный дисперсный наполнитель 15-25 Углеродное волокно20-50

Органический растворитель 360-700

В качестве уретанового каучука могут быть использованы, например, каучуки марок УК-1 - продукт взаимодействия 1,4-бу- тиленгликоля, адипиновой кислоты, 2,4-толуилендиизоцианата, а также СКУ-8, 8ТВ - продукт взаимодействия полиэтиленг- ликольадипината с толуилендиизоцианатом, и СКУ-8М с концевыми гидроксильными группами - продукт реакции полиэфирполио- ла с диизоцианатом, в качестве эпоксидиано вой смолы - смола ЭД-20. В состав клеевой композиции также входит полиизоцианат. В качестве углеродного дисперсного паполни- теля используется технический углерод. Ор- ганический растворитель представляет собой, например, ацетон, этилацетат, мети- лэтилкетон и т.п.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были приготовлены пятнадцать композиций, восемь из которых показали оптимальные результаты (примеры 1-8).

Свойства предлагаемой клеевой композиции и прототипа представлены в табл.1 и 2.

Пример 1. Клеевую композицию готовят путем растворения компонентов клеевой композиции при тщательном перемешивании в гомогенизаторе при больших скоростях сдвига. Для приготовления берут 100 мас.ч. уретанового гидроксилсодержа- щего каучука марки СКУ-8М, добавляют 365 мас.ч, (405 мл) этилацетата, затем вводят при тщательном перемешивании 1 мас.ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-20, электропроводящие углеродные дисперсные (технический углерод) и волокнистые наполнители в количестве 15 и 20 мас.ч. соответственно. Непосредственно перед употреблением в композицию вводят 20 мас.ч. отвердителя - полиизоцианата. Полученную клеевую композицию в течение 5 мин тщательно перемешивают. Готовая клеевая композиция представляет собой 30%- ный раствор в этилацетате.

Полученной клеевой композицией крепят различные субстраты, такие как металлизированные технические ткани (500И, перплен, перкаль), пленку ПЭТФ-ДА, сплав АМГ-6 и электропроводящую резину на основе бутадиен-нитрильного каучука СКН-26 (С, НТ, СМИТ, МНТ) стандартного состава, наполненную 65 мас.ч. технического углерода П-367Э и 20 мас.ч. графита ГСМ-1, предварительно обработанную наждачной бумагой и обезжиренную нефрасом (бензином). Клеевая композиция наносится в два слоя. Сушка первого слоя продолжается 15 мин, второго 2-5 мин. Окончание сушки проверяется по отлипу. Промазанные клеем и просушенные поверхности субстратов соединяются между собой и прикатываются валиком, Отверждение происходит при Т 20 ±5°С в течение 24 ч. Контактного давления не требуется.

Прочность связи склеенных образцов определяют на разрывной машине при скорости движения нижнего зажима w 200 мм/мин. Конфекционную прочность определяют в процессе отверждения клеевой ком- позиции, причем она характеризует достижение необходимой адгезионной прочности в процессе отверждения композициии.

Примеры 2-12. Клеевые композиции готовятся аналогично примеру 1, но они отличаются содержанием компонентов в системе. Данные приведены в табл.1.

Пример 13. Клеевую композицию готовят путем смешения компонентов А и Б в гомогенизаторе при больших скоростях сдвига до получения однородной, без комков и сгустков композиции. Компонент А представляет собой 25%-ный раствор уре- тановых каучуков на основе сложных полиэфиров, эпоксидиановой смолы, полиэфирацетальуретана, монофенилуре- тана в этилацетате, взятых в количестве, мас.ч.: СКУ-8 17,2; УК-1 7,2; смола ЭД-20 17,2; полиэфирацетальуретан 17,2; монофе- нилуретан 24 на 400 мас.ч, этилацетата. К смеси добавляют 500 мае,ч. углеродного волокна, полученную композицию смешивают с 17,2 мас.ч. компонента Б - изоцианатным отвердителем. Смесь тщательно перемешивают в гомогенизаторе в течение 5 мин.

Крепление проводят по технологии, описанной в примере 1.

Отверждение происходит при Т 20 + +5°С в течение 72 ч. При отверждении образцы укладываются в специальное приспособление для склеивания, обеспечивающее контактное давление на уровне 0,15-0,5 МПа.

Пример 14. Клеевая композиция готовится аналогично примеру 13, но вместо углеродного волокна вводят 15 мас.ч. технического углерода.

Пример 15. Клеевая композиция готовится аналогично примеру 13, но отличается содержанием компонентов в системе. В качестве электропроводящего наполнителя используется смесь 500 мас.ч. углеродного волокна и 25 мас.ч. технического углерода.

Проведенный анализ полученных экспериментальных данных в сравнении с прототипом показал, что использование изобретения позволяет повысить конфекционную и адгезионную прочность в 2,1-7,0 раза; повысить электропроводность клеевых пленок на 13-15 порядков (с до 8,7-10+4 ); расширить ассортимент склеиваемых материалов.

При использовании каждого из наполнителей в отдельности (примеры 11-14) по

сравнению с предлагаемым решением или использовании смеси наполнителей за пределом граничных условий (примеры 9 и 10) наблюдается некоторая реверсия

свойств (ухудшение конфекционной и адгезионной прочности, снижение электропроводности).

Несоблюдение предлагаемого соотношения выбранных компонентов приводит к

ухудшению свойств клеевой композиции. Так, увеличение содержания эпоксидиановой смолы более 5 мас.ч. приводит к потере конфекционной прочности, уменьшение содержания смолы ниже минимального количества приводит к резкому снижению адгезионной прочности. Увеличение содержания наполнителей выше граничных значений приводит к резкому возрастанию вязкости клеевой композиции и ухудшению

адгезионной прочности, уменьшение содержания наполнителей в композиции приводит к ухудшению электрических свойств. Несоответствие содержания отвердителя предлагаемым соотношениям приводит

или к уменьшению жизнеспособности клеевой композиции, или к резкому падению адгезионных свойств.

Формула изобретения Клеевая композиция, включающая уре- тановый каучук на основе сложных полиэфи- ров, эпоксиднодиа новую смолу, полиизоцианат и органический растворитель, отличающаяся .тем, что, с целью повышения конфекционной и адгезионной прочности клеевых соединений при одновременном повышении их электропроводности, она дополнительно содержит углеродный дисперсный наполнитель и уг- леродное волокно при следующем соотношении исходных компонентов, мас.ч.:

Уретановый каучук на основе сложных полиэфиров100

Эпоксиднодиановая смола1-5

Полиизоцианат15-34

Углеродный дисперсный наполнитель 15-25 Углеродное волокно20-50

Органический растворитель 360-700

Л

Использование: клеевая композиция холодного отверждения может быть использована в электронике, радиотехнике, приборостроении для монтажа деталей электронных приборов и склеивания различных полимерных материалов в тех случаях, когда исключено применение других видов крепления, возможно применение данной клеевой композиции в качестве экранирующего покрытия для защиты от электромагнитного излучения, а также для крепления элементов переходного сопротивления из алюминиевой или никелевой фольги к полимерным материалам для защиты изделий из них от статического электричества. Сущность изобретения: клеевая композиция содержит, мае.ч.: уретановый каучук на основе сложных полиэфиров 100; эпоксиднодиановая смола 1-5; полиизоциа- нат 15-34; углеродный дисперсный наполнитель 15-25; углеродное волокно 20-50 и органический растворитель 360-700.2 табл. со с