Патент на изобретение №2261885
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к высокопрочным клеям холодного отверждения, способным отверждаться в интервале температур 10-15°С в условиях повышенной влажности и на влажных поверхностях. Полученная клеевая композиция может быть использована для ремонта в полевых условиях клееных конструкций, деталей и агрегатов авиационной техники, а также для склеивания металлических и неметаллических материалов в авиации и других отраслях машиностроения. Техническая задача – повышение прочности при сдвиге, отслаивании и отрыве, водо- и тропикостойкости, возможность отверждения и сохранение прочностных свойств после отверждения в интервале температур 10-15°С в условиях повышенной влажности и на влажных поверхностях. Предложена клеевая композиция, включающая (в мас.ч.): эпоксидную диановую смолу (100), полиамидную смолу (продукт конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами высших ненасыщенных синтетических дикарбоновых кислот) (14-36) и кремнийорганический амин (1,15-1,30), и дополнительно хлорсодержащую смолу (14-30), аминный отвердитель (8-22) и катализатор (0,5-1,6). Для улучшения технологичности композиция может дополнительно содержать минеральный наполнитель (двуокись титана, асбест или электрокорунд) в количестве 5-20 мас.ч. 7 з.п. ф-лы, 4 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области высокопрочных клеев холодного отверждения, способных отверждаться в интервале температур 10-15°С в условиях повышенной влажности и на влажных поверхностях, предназначенных преимущественно для ремонта в полевых условиях клееных конструкций, в том числе и сотовых, деталей и агрегатов авиационной техники, а также для использования в качестве конструкционной клеевой композиции для склеивания металлических и неметаллических материалов в авиации и других отраслях машиностроения. Известна клеевая композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу, триглицидилхлорполиольную смолу, полиэтиленполиамин и 50%-ный раствор в диэтиленгликоле комплексов трехфтористого бора с анилином или n-толуидином (патент РФ №1806158). Недостатком известной композиции является то, что она отверждается при температуре 25±5°С, что не позволяет применять ее для ремонта клееных конструкций в полевых условиях. Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является клеевая композиция следующего состава, вес.ч.;
(а.с. СССР №590976). Недостатками клеевой композиции-прототипа являются низкие прочности клеевых соединений при сдвиге и отрыве, водо- и тропикостойкость, низкая эластичность (прочность при отслаивании) и невозможность ее отверждения при температурах ниже 18°С, что не позволяет использовать ее для ремонта в полевых условиях (в интервале температур 10°-15°С и при повышенной влажности) деталей и агрегатов авиационной техники. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности при сдвиге, отслаивании (эластичности) и отрыве, водо- и тропикостойкости, возможность отверждения и сохранение прочностных свойств после отверждения в интервале температур 10-15°С в условиях повышенной влажности и на влажных поверхностях. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предлагается клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, полиамидную смолу и кремнийорганический амин, отличающаяся тем, что в качестве полиамидной смолы она содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами высших синтетических ненасыщенных дикарбоновых кислот и дополнительно она содержит хлорсодержащую смолу, аминный отвердитель и катализатор при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
В качестве кремнийорганического амина композиция содержит биспарааминофениленаминометилентетраметилдисилоксан,
В качестве хлорсодержащей смолы композиция содержит N,N,N’,N’-тетраглицидилпроизводное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана, продукт взаимодействия эпихлоргидрина с водой и смолу реакционноспособную хлорсодержащую. В качестве аминного отвердителя композиция содержит продукты конденсации фенола, формальдегида и диметиламина или полиэфир с аминными группами. В качестве катализатора композиция содержит полиэтиленполиамин, дицианэтилэтилендиамин или N,N,N’,N’-тетраметилгексаметилендиамин. Для придания тиксотропности и улучшения технологичности предлагаемая композиция может дополнительно содержать минеральный наполнитель в количестве 5-20 м.ч. В качестве минерального наполнителя она может содержать двуокись титана, асбест или электрокорунд. Композиция способна отверждаться в интервале температур 10-15°С в условиях повышенной влажности и на влажных поверхностях, Предлагаемая клеевая композиция обладает способностью отверждаться в интервале температур 10-15°С в условиях повышенной влажности и на влажных поверхностях, в то время как композиция по прототипу в указанных условиях остается в высоковязком состоянии, что делает невозможным ее нанесение на склеиваемые поверхности. Качественное и количественное соотношение компонентов в предлагаемом изобретении позволяет получить клеевую композицию с возможностью отверждения в интервале температур 10-15° при повышенной влажности и на влажных поверхностях с сохранением прочностных свойств после отверждения в указанных условиях. В качестве полиамидной смолы могут быть использованы продукты конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами как димеризованных жирных кислот растительных масел, так и высших синтетических дикарбоновых кислот, но предпочтительнее использовать продукты конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами высших ненасыщенных дикарбоновых кислот электрохимического синтеза (ТУ 6-10-11-569-22-87) с аминным числом 460-490 мг КОН/г. В качестве кремнийорганического амина могут быть использованы различные представители этого класса, но предпочтительно использовать биспарааминофениленаминометилентетраметилдисилоксан (ТУ 6-02-7-187-85), Для достижения технического результата в предлагаемом изобретении могут быть использованы различные хлорсодержащие смолы, но наиболее предпочтительно использовать N,N,N’,N’-тетраглицидилпроизводное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана с массовой долей хлора 13-15% (ТУ 6-05-1725-75), продукт взаимодействия эпихлоргидрина с водой в присутствии кислого катализатора (ТУ П-206-70) с массовой долей хлора 15-20% и жидкую бутадиеннитрильную реакционноспособную хлорсодержащую смолу с массовой долей хлора 2,5-3,5% (ТУ 2294-004-23112977-2002). В качестве аминного отвердителя могут быть использованы любые подобные отвердители, но наилучший технический результат достигается при использовании продуктов конденсации фенола, формальдегида и диметиламина – таких, как 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол (ТУ 6-09-4136-75) и 2-(диметиламинометил)фенол (ТУ 6-05-241-295-81) или полиэфира с аминными группами (ТУ2492-003-23112977-2000) с массовой долей аминных групп 2,8-9,8% и динамической вязкостью 15 Па·с при 25 С. В качестве катализатора могут быть использованы как алифатические, так и ароматические амины, но наилучший технический результат достигается при использовании алифатических аминов – дицианэтилэтилендиамина (ТУ 6-05-1863-78), N,N,N,N-тетраметилгексаметилендиамина (ТУ 6-09-14-1723-79) и полиэтиленполиамина (ТУ 6-02-594-80). В качестве минерального наполнителя могут быть использованы различные наполнители, но предпочтительнее использовать двуокись титана (ГОСТ 9808-75), асбест (ТУ 6-05-1379-86) и электрокорунд (ТУ 6-02-05-68). Составы предлагаемой клеевой композиции холодного отверждения и клеевой композиции прототипа представлены в таблице 1.
Примеры осуществления Пример 1. Клеевую композицию по примеру 1 готовят путем последовательного смешения компонентов в соотношениях, указанных в таблице 1 по примеру 1. Композицию тщательно перемешивают после введения каждого последующего компонента. Технология приготовления клеевой композиции по примерам 2-7 аналогична приготовлению клеевой композиции по примеру 1. Клеевые композиции наносят на подготовленные под склеивание поверхности (анодированные в хромовой кислоте или зашкуренные и обезжиренные) шпателем ровным слоем на обе склеиваемые поверхности. Склеивание проводят при температуре 18-20°С в течение 72 час. Прочность на сдвиг клеевых соединений оценивают по ГОСТ 14759-69, на отслаивание – РТМ 1.2.015-81, на отрыв – ГОСТ 14760-69. Свойства предлагаемой конструкционной клеевой композиции представлены в таблице 2.
Испытания проводились на образцах из алюминиевого сплава Д16АТ, анодированного в хромовой кислоте. В таблице 3 представлены свойства клеевых соединений при сдвиге образцов из алюминиевого сплава Д16АТ, анодированного в хромовой кислоте, и при отрыве образцов сотовой конструкции (соты – фольга Амг2Н, обшивка – грибок Д16 с дробеструйной обработкой) и предлагаемой клеевой композиции по примеру 5, отвержденной в интервале температур 10-13°С в условиях повышенной влажности.
В таблице 4 представлены свойства предлагаемой клеевой композиции по примеру 5, отвержденной в интервале температур 10-14°С, на различных склеиваемых материалах.
Предлагаемая клеевая композиция в сравнении с прототипом обеспечивает повышение прочности клеевых соединений при сдвиге при 20°С – в среднем на 80%, при 80°С – в среднем на 90%, при отслаивании – в среднем в 20 раз, при отрыве от сот – в среднем на 10-25%. Предлагаемая клеевая композиция для ремонта по сравнению с прототипом обладает способностью отверждаться в интервале температур 10-15°С при повышенной влажности и на влажных поверхностях и сохранять высокие прочностные свойства после отверждения в указанных условиях, что позволяет быстро и качественно выполнить ремонт авиационной техники в полевых условиях. Кроме того, высокие прочностные показатели, повышенная водо- и тропикостойкость, стойкость к действию повышенных температур дают возможность применять предлагаемую композицию в качестве конструкционной клеевой композиции для склеивания металлических и неметаллических материалов в автомобилестроении, судостроении и других отраслях машиностроения. Использование предлагаемой клеевой композиции для ремонта обеспечит повышение надежности и ресурса изделий авиационной техники.
Формула изобретения
1. Клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, полиамидную смолу и кремнийорганический амин, отличающаяся тем, что в качестве полиамидной смолы она содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами высших ненасыщенных синтетических дикарбоновых кислот и дополнительно она содержит хлорсодержащую смолу, аминный отвердитель и катализатор при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве кремнийорганического амина она содержит биспарааминофениленаминометилентетраметилдисилоксан,
3. Клеевая композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве хлорсодержащей смолы она содержит N,N,N’,N’-тетраглицидилпроизводное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана, продукт взаимодействия эпихлоргидрина с водой и смолу реакционноспособную хлорсодержащую. 4. Клеевая композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя она содержит продукты конденсации фенола, формальдегида и диметиламина или полиэфир с аминными группами. 5. Клеевая композиция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что в качестве катализатора она содержит полиэтиленполиамин, дицианэтилэтилендиамин и N,N,N,N-тетраметилгексаметилендиамин. 6. Клеевая композиция по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит минеральный наполнитель в количестве 5-20 мас.ч. 7. Клеевая композиция по п.6, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит асбест, двуокись титана или электрокорунд. 8. Клеевая композиция по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что она способна отверждаться в интервале температур 10-15°С в условиях повышенной влажности и на влажных поверхностях.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-аминопропилтриэтоксисилан, 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксиаминосилан, диэтиламинометилентриэтоксисилан или их смеси.