Патент на изобретение №2266942
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
(57) Реферат:
Настоящее изобретение относится к области конструкционных клеев холодного отверждения, обладающих высокой прочностью клеевых соединений при сдвиге, отрыве и отслаивании, повышенной водо- и тропикостойкостью, высокой эластичностью с сохранением эластических свойств при температурах до 150°С, предназначенных для склеивания металлов и неметаллических материалов в изделиях авиационной техники и различных отраслях машиностроения. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что клеевая композиция включает в себя эпоксидную диановую смолу, полиамидную смолу и кремнийорганический амин и дополнительно содержит хлорсодержащую смолу с массовой долей хлора 2,5-22,0% и алифатический ди- или полиамин. 6 з.п. ф-лы, 3 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области конструкционных клеев холодного отверждения, обладающих высокой прочностью клеевых соединений при сдвиге, отрыве и отслаивании, повышенной водо- и тропикостойкостью, высокой эластичностью с сохранением эластических свойств при температурах до 150°С, предназначенных для склеивания металлов и неметаллических материалов в изделиях авиационной техники и различных 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). Но она обладает низкой прочностью клеевых соединений при сдвиге и при отрыве как при температуре 20°С, так и при 80°С. Известна конструкционная клеевая эпоксидная композиция, включающая эпоксидную смолу, силановый агент, бутадиенакрилонитрильный сополимер и один или более амин, которая также может содержать акрилатное соединение, усиливающий наполнитель, тиксотропные добавки и пигменты (заявка США №2002164485). Но эта композиция имеет невысокие показатели прочности при сдвиге и требует дополнительной термообработки при отверждении. Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является клеевая композиция следующего состава, вес. ч.:
(ав. св. СССР №590976). Недостатками клеевой композиции-прототипа являются низкие прочность при сдвиге и отрыве, водо- и тропикостойкость, низкая эластичность (прочность при отслаивании), что не позволяет использовать ее в клеевых соединениях высоконагруженных элементов и агрегатов авиационной техники. Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности при сдвиге и отрыве, водо- и тропикостойкости клеевых соединений, повышение эластичности (прочности при отслаивании) и сохранение прочностных и эластических свойств после воздействия повышенных температур до 150°С. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предлагается клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, полиамидную смолу и кремнийорганический амин, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорсодержащую смолу с массовой долей хлора 2,5-22,0% и алифатический ди- или полиамин при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:
В качестве полиамидной смолы композиция содержит продукты конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами димеризованных жирных кислот растительных масел. В качестве кремнийорганического амина композиция содержит биспарааминофениленаминометилентетраметилдисилоксан,
В качестве хлорсодержащей смолы с массовой долей хлора 2,5-22,0% композиция содержит N,N,N’,N’-тетраглицидилпроизводное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана, продукт конденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном, смолу реакционноспособную хлорсодержащую и продукт взаимодействия эпихлоргидрина с водой. В качестве алифатического ди- или полиамина композиция содержит полиэтиленполиамин, дицианэтилэтилендиамин, гексаметилендиамин и 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. Реакционная способность активных групп хлорсодержащих смол в сочетании с аминами способствует формированию пространственной сетки при структурировании, что позволяет получить химически сшитую структуру клеевой композиции, обладающую при этом высокими эластическими свойствами. Соотношение компонентов в заявленных пределах позволяет получить конструкционную клеевую композицию холодного отверждения с повышенными прочностью при сдвиге и отрыве, прочностью при отслаивании (эластичностью), водо- и тропикостойкостью, с сохранением достаточно высокого уровня эластических свойств после воздействия повышенных температур, что дает возможность применять заявляемую клеевую композицию в высоконагруженных элементах и агрегатах авиационной техники. 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 наилучший технический результат достигается при использовании продуктов конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами кислот льняного (ТУ 6-05-1123-85), соевого (ТУ 2224-092-05034239-96) или таллового (ТУ 2224-249-09201208-2000) масел. 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 с массовой долей хлора 2,5-22,0%, но наиболее предпочтительно использовать N,N,N’,N’-тетраглицидилпроизводное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана марки ЭХД с массовой долей хлора 13-15% (ТУ 6-05-1725-75), продукт конденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном, например, смолу УП-614 (ТУ П-226-70) с массовой долей хлора 18-22%, жидкую бутадиеннитрильную реакционноспособную хлорсодержащую смолу Амол-Х с массовой долей хлора 2,5-3,5% (ТУ 2294-004-23112977-2002) и продукт взаимодействия эпихлоргидрина с водой, например, смолу Э-181 с массовой долей хлора 15-20%(ТУ П-206-70). В качестве алифатического ди- или полиамина могут быть использованы различные алифатические амины, но наилучший технический результат достигается при использовании дицианэтилэтилендиамина (ТУ 6-05-1863-78), гексаметилендиамина (ТУ 6-01-330-69), 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 наилучший технический результат достигается при использовании двуокиси титана (ГОСТ 9808-75), асбеста (ТУ 6-05-1379-86) и электрокорунда (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 2-6 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 помещения не ниже 18°С в течение 72 ч. Прочность на сдвиг клеевых соединений оценивали по ГОСТ 14759-69, на отслаивание – РТМ 1.2.015-81, на отрыв – ГОСТ 14760-69. Свойства предлагаемой клеевой композиции представлены в таблице 2.
Испытания проводили на образцах из алюминиевого сплава Д16АТ, анодированного в хромовой кислоте. В таблице 3 представлены свойства предлагаемой клеевой композиции по примеру 3 на различных склеиваемых материалах.
Как видно из таблиц 2 и 3, предлагаемая клеевая композиция холодного отверждения в сравнении с клеевой композицией-прототипом обеспечивает повышение прочности клеевых соединений: – на сдвиг при температуре испытания: 20°С – в среднем на 70%, 80°С – в среднем на 50%, 125°С и 150°С – в среднем на 200%, – на отслаивание (эластичность) при всех температурах испытания в среднем в 20 раз, – при равномерном отрыве в среднем в 2 раза. По сравнению с прототипом предлагаемая клеевая композиция является более водо- и тропикостойким материалом, действие повышенных температур не влияет на свойства клеевых соединений. Использование предлагаемой клеевой композиции с указанными высокими прочностными характеристиками значительно повысит статическую, усталостную и динамическую прочность клеевых конструкций, и тем самым 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 она дополнительно содержит хлорсодержащую смолу с массовой долей хлора 2,5-22,0% и алифатический ди- или полиамин при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве полиамидной смолы она содержит продукты конденсации полиэтиленполиамина с метиловыми эфирами димеризованных жирных кислот растительных масел. 3. Клеевая композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве кремнийорганического амина она содержит биспарааминофениленаминометилентетраметилдисилоксан, 4. Клеевая композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что в качестве хлорсодержащей смолы с массовой долей хлора 2,5-22,0% она содержит N,N,N’,N’-тетраглицидилпроизводное 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана, продукт конденсации эпихлоргидрина с дифенилолпропаном, смолу реакционноспособную хлорсодержащую и продукт взаимодействия эпихлоргидрина с водой. 5. Клеевая композиция по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что в качестве алифатического ди- или полиамина она содержит дицианэтилэтилендиамин, гексаметилендиамин, N,N,N’,N’-тетраметилгексаметилендиамин и полиэтиленполиамин. 6. Клеевая композиция по любому из пп.1-6, 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.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-аминопропилтриэтоксисилан, 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксиаминосилан, диэтиламинометилентриэтоксисилан или их смеси.