Клеевая композиция Советский патент 1992 года по МПК C09J163/00 

Изобретение относится к клеевым полимерным композициям холодного отверждения для использования в качестве материала холодной сварки металлов в ремонтных композициях.

Известная полимерная клеевая композиция для приклеивания фрикционных накладок к стальным дискам, включающая эпоксидную молу ЭД-20, низкомолекулярный полиамид и отвердитель полиамин, в качестве наполнителя содержит минеральные соли, а с целью повышения теплостойкости и прочности дополнительно содержит смесь молибдена и дисалицида молибдена.

Недостатками композиции являются сравнительно невысокая теплостойкость до 150°С,-невысокие прочностные характеристики, большое количество компонентов в

композиции, проведение процесса Ътверж- дения при 80-100°С.

Наиболее близкими к изобретению являются композиции ВК-1, включающие эпокси- диановую смолу ЭД-20, отвердитель - триэтаноламинтитанат и в качестве наполнителя цинковую пыль. Композиция позволяет склеивать алюминиевые сплавы, сталь, титан. Режим склеивания 120-160°С в течение 5 ч.

Недостатками известной композиции являются относительно невысокая тепл о- стойкость до 150°С и необходимость прове- дения процесса отверждения композиции при повышенных температурах 120 - 160° С, а также сравнительно невысокие прочностные характеристики отвержденной композиции.

XJ

СЛ 00

о о

ю

Цель изобретения - повышение ее теплостойкости и прочностных характеристик, снижение температуры и сокращение времени отверждения композиции.

Поставленная цель достигается тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель и металлический наполнитель, в качестве отвердителя содержит полиэтиленполиа- мин, в качестве наполнителя - порошок никеля или алюминия и дополнительно эпоксикремнийорганическую смолу и ускоритель - триацетонат марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%: Эпоксидная диановая смола„15-25

Эпоксикремнийорга- ническая смола15-25

ПолиэтиленполиаМин3-4

Ускоритель отверждения1-2

Порошок никеля или алюминия44-66

Введение ускорителя отверждения позволяет сократить время отверждения до 1-3 ч при 20-25°С. Введение эпоксикрем- нийорганической смолы позволяет увеличить теплостойкость клеевой композиции, а использование металлических порошков позволяет получать однородную композицию с улучшенными физико-механическими характеристиками.

Пример. Состав клеевой композиции, мас.%

Эпоксидная смола20

Эпоксикремнийорга- ническая смола20

Отвердитель (ПЭПА)3,5

Ускоритель отверждения (ТАМ)1,5 Металлический наполнитель 55 Все остальные изученные составы приведены в табл.1,

Технология приготовления композиции состоит в следующем. В разогретую до 60- 70°С эпоксикремнийорганическую смолу вводят эпоксидную смолу и зате М металлический порошок при интенсивном перемешивании до получения гомогенной массы. Затем вносится отвердитель (ПЭПА) и ускоритель отверждения (ТАМ) при продолжении перемешивания. Приготовленную таким образом клеевую композицию наносят тонким ровным слоем на предварительно обезжиренную металлическую поверхность и от- верждают при в течение 2-4 ч в зависимости от состава.

Полученные во всех примерах (см. табл. 1) отвержденные образцы подвергли испытанию на прочность при сжатии и теплостойкость. Испытания на предел прочности

при сжатии проводили согласно требованиям ГОСТ 4651-82 на образцах в форме цилиндра при отношении высоты к минимальному размеру основания 1,5. Испытание проведено на испытательной машине ЦД-10. Испытания на теплостойкость проведены методом термомеханики с помощью установки ТКМ-ПТА, предназначенной для автоматической записи термомеханических

0 кривых образцов полимеров в виде таблеток при постоянном напряжении в интервале температур 20-350°С.

В табл. 1 приведены характеристики изученных составов и для сравнения приве5 дены характеристики известной композиции по прототипу..

Проведенные испытания показали, что композиция по изобретению позволяет сократить время отверждения при 20-25°С до

0 2-4 ч в сравнении с известной композицией 26 ч. Отвержденные композиции обладают более высоким пределом прочности на сжатие 80-110 МПа и более высокой теплостойкостью не ниже 260°С по сравнению с

5 характеристиками композиции-прототипа.

Время отверждения композиций определяли методом электропроводности. Приготовленную композицию, полученную

0 смешением двух компонентов: компонент А, включающий смолы и металлический порошок; компонент Б, включающий отвердитель и ускоритель, помещали в специальную кювету и термокамеру. Удельное сопротив5 ление измеряли на приборе Тераомметр Е6-13А в процессе отверждения до получения постоянных значений удельного сопротивления. Испытания по определению напряжения при сдвиге отвержденных об0 разцов по СтЗ проводили согласно требованиям ГОСТ 14759-69.

Результаты испытаний приведены в табл. 2. Для каждого состава измерение характеристик проведено не менее трех раз и

5 в таблице приведены средние значения полученных данных.

Анализ полученных данных показывает, что отвержденные композиции характеризуются более высокими адгезионными па0 раметрами в сравнении с известной композицией. При этом для образцов 2-4, наполненных порошком никеля, напряжение сдвига более чем в полтора раза выше, чем для образца-прототипа. Для образцов

5 7-9, наполненных порошком алюминия, указанный показатель также существенно выше, чем у образца прототипа. Результаты испытаний показывают, что оптимальные значения адгезионных характеристик композиций в представленных образцах реализуются при содержании эпоксикремниевой смолы 15-25 мас.% и соответствующих содержаниях отвердителя 3-4 мас.% и ускорителя ТАМ 1-2 мас.%. При других соотношениях компонентов адгезионные характеристики отвержденных композиций ниже оптимальных.

Формула изобретения Клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный от- вердитель и наполнитель - мелкодисперсный металл, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплостойкости и прочностных характеристик, снижения темпера0

туры и сокращения времени отверждения, она в качестве отвердителя содержит поли- этиленполиамин, в качестве наполнителя - порошок никеля или алюминия и дополнительно эпоксикремнийорганическую смолу и ускоритель - триацетат марганца при следующем соотношении компонентов, мае, % Эпоксидная диановая смола15-25

Эпоксикремнийорга- ническая смола15-25

Полиэтиленполиамин3-4

Триацетат марганца1-2

Указанный наполнитель44-66

Использование: в качестве материала для холодной сварки металлов и в ремонтных композициях. Композиция содержит эпоксидную диановую смолу 15-25 мас.%, эпоксикремнийорганическую смолу 15-25 мас.%, полиэтиленполиамин 3-4 мас.%, триацетонат марганца 1-2 мас.%, наполнитель - порошок никеля или алюминия 44-66 мас.%. Клеевая композиция представляет двухкомпонентный состав с жизнеспособностью компонентов до смешения не менее одного года. Смолы и металлический порошок и отвердитель с ускорителем перед употреблением смешивают в соотношении 7:1, наносят ровным слоем на обезжиренную металлическую поверхность и отверж- дают при 20-25°С в течение 1,5-3 ч в зависимости от состава композиции. Отвер- жденная композиция характеризуется теплостойкостью до 260-270°С. повышенными характеристиками разрушающего напряжения на сжатие до 80-110 МПа, прочность при сдвиге 14-17 МПа. 2 табл. сл С

Составы клеевых композиций

Результаты испытаний клеевых композиций

Т а б л и ц а 1

Таблица 2