Патент на изобретение №2368636
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЭПОКСИДНАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к эпоксидной клеевой композиции холодного отверждения. Композиция, включает, мас.ч.: эпоксидную диановую или эпоксикремнийорганическую смолу 100,0, карбоксилированный каучук 10,0-20,0, отвердитель – олигоамид 15,0-40,0, продукт конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином 15,0-40,0 и трис-2,4,6-(диметиламинометил)фенол или продукт взаимодействия диэтиламинометилтриэтоксисилана с 1-аминогексаметилен-6- аминометилентриэтоксисиланом 2,0-5,5, минеральный наполнитель 5,0-10,0. В качестве олигоамида композиция содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с димеризованными метиловыми эфирами жирных кислот соевого масла или продукт конденсации метиловых эфиров высших ненасыщенных дикарбоновых кислот электрохимического синтеза с полиэтиленполиамином. В качестве минерального наполнителя используется асбест, диоксид титана или электрокорунд. Полученная клеевая композиция обладает увеличенной жизнеспособностью, сниженной продолжительностью процесса полного ее отверждения при достижении более высокого уровня начальной и конечной прочности клеевых соединений. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области эпоксидных клеевых композиций холодного отверждения, обладающих повышенной жизнеспособностью и обеспечивающих высокий уровень начальной (через 3 ч) и конечной прочности клеевых соединений. Изобретение может быть использовано при склеивании и ремонте деталей и агрегатов изделий, в том числе авиационной техники. Известен клей, включающий эпоксидную смолу (1,2-эпоксипропоксидифениловый эфир этиленгликоля или диглицидиловый эфир м-аминобензойной кислоты) и отвердитель аминного типа (диэтилентриаминометилфенол), продукт взаимодействия диглицидилового эфира резорцина с карбоксилатным бутадиен-акрилонитрильным каучуком (авт. свид. СССР Недостатком известного клея является крайне низкая жизнеспособность, составляющая 7-8 мин при 20°C, что исключает возможность его применения для склеивания и ремонта изделий авиационной техники. Известна клеевая композиция, содержащая продукт сополимеризации эпоксидиановой смолы с карбоксилированным каучуком, аминный отвердитель, крезилглицидный эфир, глицидиловый эфир N-глицидил-N-( Недостатком известной клеевой композиции является длительность процесса полного отверждения клея (не менее 168 ч), невысокий уровень начальной и конечной прочности клеевых соединений. Известна клеевая композиция, включающая продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного каучука в массовом соотношении 80:20, полиэтиленполиамин, химически осажденный мел (авт. свид. СССР Недостатком известной клеевой композиции является невысокая жизнеспособность, длительность процесса полного отверждения клея (не менее 72 ч), невысокий уровень начальной и конечной прочности клеевых соединений. Известен смываемый водой эпоксидный клей, включающий жидкую эпоксидную смолу, моноглицидиловый эфир, полиамидный отвердитель, водорастворимую добавку (патент США Недостатком известного смываемого водой эпоксидного клея является длительность процесса отверждения клея, невысокий уровень прочности клеевых соединений. Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является клеевая композиция следующего состава, мас.ч.:
Композиция может содержать дополнительно олигоуретанэпоксид на основе сложного эфира в количестве 7-40 мас.ч. и/или наполнитель в количестве 60-100 мас.ч. (патент РФ Недостатками клеевой композиции-прототипа являются ограниченная жизнеспособность, длительность процесса полного отверждения клея (не менее 72 ч), невысокий уровень начальной и конечной прочности клеевых соединений. Технической задачей изобретения является увеличение жизнеспособности клеевой композиции, снижение продолжительности процесса полного ее отверждения при достижении более высокого уровня начальной и конечной прочности клеевых соединений. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что предлагается эпоксидная клеевая композиция, включающая эпоксидную смолу, карбоксилированный каучук, отвердитель и минеральный наполнитель, которая в качестве эпоксидной смолы содержит диановую или эпоксикремнийорганическую смолу, в качестве отвердителя – сочетание олигоамида, продукта конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином и трис-2,4,6-(диметиламинометил)фенола или продукта взаимодействия диэтиламинометилтриэтоксисилана с 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксисиланом при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
В качестве олигоамида композиция содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с димеризованными метиловыми эфирами жирных кислот соевого масла или продукт конденсации метиловых эфиров высших ненасыщенных дикарбоновых кислот электрохимического синтеза с полиэтиленполиамином. В качестве минерального наполнителя композиция содержит асбест, диоксид титана или электрокорунд. Необходимым условием для проведения работ по склеиванию деталей и агрегатов авиационной техники (в т.ч. при оперативном ремонте) является повышенная жизнеспособность в сочетании с высокой скоростью начального отверждения (не более 3 ч), а также сокращение времени продолжительности полного отверждения клеевой композиции с достижением высокого уровня начальной и конечной прочности клеевых соединений. Использование сочетания компонентов отвердителя в определенных соотношениях, а именно олигоамида, продукта конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином и трис-2,4,6-(диметиламинометил)фенола или продукта взаимодействия диэтиламинометилтриэтоксисилана с 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксисиланом дает синергический эффект – позволяет повысить жизнеспособность клеевой композиции, сократить продолжительность полного ее отверждения и достичь более высокого уровня начальной и конечной прочности клеевых соединений. В качестве эпоксидной смолы заявляемая клеевая композиция содержит эпоксидную диановую смолу ЭД-20 по ГОСТ 10587-84 с массовой долей эпоксидных групп в пределах 19,9-22,0%, массовой долей летучих веществ не более 0,5%, динамической вязкостью при 25°C 12-18 Па·с, или эпоксидную диановую смолу ЭД-22 по ГОСТ 10587-84 с массовой долей эпоксидных групп в пределах 22,1-23,6%, массовой долей летучих веществ не более 0,1%, динамической вязкостью при 25°C 8-12 Па·с, или эпоксикремнийорганическую смолу СЭДМ-3 по ОСТ 6-06-448-95 с массовой долей нелетучих веществ (сухого остатка) не менее 99,0%, массовой долей эпоксидных групп не менее 15,5%. В качестве карбоксилированного каучука заявляемая композиция может содержать различные карбоксилированные каучуки, но наилучший технический результат достигается при использовании каучука с функциональными группами СКН-30КТР «А» по ТУ 38.103474-86 с динамической вязкостью при 50°C в пределах 65-115 Па·с и массовой долей связанного нитрила акриловой кислоты 25-30%, или СКН-30КТР по ТУ 38.103474-86 с динамической вязкостью при 50°C 68,4 Па·с и массовой долей карбоксильных групп 2,92%, или СКН-10КТР по ТУ 2294-099-00151963-2005 с динамической вязкостью при 50°C 9,2 Па·с, массовой долей карбоксильных групп 2,8% и массовой долей связанного нитрила акриловой кислоты 9,9%, или СКД-0 по ТУ 38.103570-84 с динамической вязкостью при 25°C 2,8 Па·с, содержанием летучих веществ 0,28% и содержанием золы 0,013% по массе. В качестве олигоамида композиция содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с димеризованными метиловыми эфирами жирных кислот соевого масла марки ПО-300 по ТУ 2224-092-05034239-96 с аминным числом в пределах 280-310 мг КОН/г вещества, массовой долей свободного амина в пределах 1-4% и условной вязкостью по вискозиметру ВЗ-246 60%-ного раствора смолы в ксилоле при 20°C в пределах 20-30 с или продукт конденсации метиловых эфиров высших ненасыщенных дикарбоновых кислот электрохимического синтеза (ВНДК C15-20) с полиэтиленполиамином марки ПО-500 по ТУ 6-10-11-569-22-87 с аминным числом в пределах 480-510 мг КОН/г, массовой долей свободного амина в пределах 4,8-6,7%, вязкостью 50%-ного раствора в ксилоле по ВЗ-4 при 20°C в пределах 13,5-14 с. В предложенной композиции использованы продукт конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином по ТУ 2257-475-18826195-02 с вязкостью по вискозиметру типа ВЗ-4 при температуре (20±1)°C не более 120 с, коэффициентом стехиометрии 1,12 и временем жизни в массе 50 г при температуре (30±2)°C не менее 60 минут и трис-2,4,6-(диметиламинометил)фенол (УП-606/2) по ТУ 6-00209817.035-96 с массовой долей основного вещества не менее 95,5%, показателем преломления В качестве минерального наполнителя наиболее предпочтительно использовать асбест по ТУ 6-05-1379-86, диоксид титана по ГОСТ 9808 или электрокорунд по ТУ 6-02-05-68. Примеры осуществления Эпоксидные клеевые композиции по примерам 1-6 готовили путем смешения всех компонентов в указанной последовательности, перемешивая композицию после введения каждого из компонентов в течение 2-3 мин при температуре 20±5°C. Составы эпоксидных клеевых композиций по примерам 1-6 представлены в таблице 1. Клеевые композиции по примерам 1-6 наносили шпателем на подготовленную под склеивание (зашкуренную, одробеструенную) поверхность образцов из углеродистой стали 30ХГСА. Склеивание проводили при температуре (20±5)°C в течение 3 (начальная прочность) и 24 часов (до полного отверждения) при удельном давлении (0,1-0,5) кгс/см2. Прочностные характеристики клеевых соединений определяли по ГОСТ 14759-69. Свойства клеевых композиций по примерам 1-6 и прототипа приведены в таблице 2.
Как видно из таблицы 2, предложенная эпоксидная клеевая композиция в сравнении с композицией-прототипом обеспечивает увеличение жизнеспособности клея на 40%, сокращение продолжительности процесса полного отверждения клея с 72 до 24 ч, увеличение прочности при сдвиге клеевых соединений на стали 30ХГСА: начальной после отверждения в течение 3 ч при (20±5)°C на 50%, конечной после 24 ч на 85%, при сохранении теплостойкости клеевых соединений на уровне клеевой композиции-прототипа. Кроме того, клеевые соединения на основе заявляемой эпоксидной клеевой композиции отличаются повышенной водостойкостью. Предложенная клеевая композиция обладает повышенной адгезией к металлическим (алюминиевый сплав, сталь, титан) и неметаллическим поверхностям (полимерные композиционные материалы) и работоспособна в интервале температур от -60 до +100°C. Заявляемая эпоксидная клеевая композиция, обладая повышенной жизнеспособностью и высокой начальной и конечной прочностью при сдвиге, обеспечивает надежность клеевых соединений при склеивании и ремонте (в том числе и оперативном) деталей и агрегатов изделий, в том числе авиационной техники.
Формула изобретения
1. Эпоксидная клеевая композиция, включающая эпоксидную смолу, карбоксилированный каучук, отвердитель и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной смолы она содержит диановую или эпоксикремнийорганическую эпоксидную смолу, в качестве отвердителя – сочетание олигоамида, продукта конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином и трис-2,4,6-(диметиламинометил)фенола или продукта взаимодействия диэтиламинометилтриэтоксисилана с 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксисиланом при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
2. Эпоксидная клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве олигоамида она содержит продукт конденсации полиэтиленполиамина с димеризованными метиловыми эфирами жирных кислот соевого масла или продукт конденсации метиловых эфиров высших ненасыщенных дикарбоновых кислот электрохимического синтеза с полиэтиленполиамином. 3. Эпоксидная клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве минерального наполнителя она содержит асбест, диоксид титана или электрокорунд.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1164252).
-карбоксиэтил) анилина (патент РФ 
в пределах 1,5160-1,5200 или продукт взаимодействия диэтиламинометилтриэтоксисилана (АДЭ-3 по ТУ 6-02-573-87) с массовой долей основного вещества не менее 70%, массовой долей осадка не более 0,5%, и 1-аминогексаметилен-6-аминометилентриэтоксисилана (АГМ-3 по ТУ 6-02-586-86) с массовой долей азота 8,5-10,0%, который получают путем последовательного введения указанных компонентов в соотношении 2:98 и тщательного их перемешивания в течение 2-3 мин при комнатной температуре. Полученный продукт взаимодействия имеет плотность 0,953-0,967 г/см3, содержание SiO2 20-24 мас.% и содержание азота 9-11 мас.%.
сдв., МПа, клеевых соединений (Ст.3-Ст.3) при температуре испытания 20°C, после отверждения в течение времени, ч: