клеевая композиция (варианты)

Формула изобретения

Клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель - полиэтиленполиамин и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве наполнителя полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Эпоксидная диановая смола - 63 - 80

Полиметиленкарбамид - 9 - 30

Полиэтиленполиамин - 7 - 11

2. Клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, низкомолекулярный каучук, отвердитель - полиэтиленполиамин и наполнитель, отличающаяся тем, что она содержит в качестве наполнителя полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Эпоксидная диановая смола - 45 - 64

Полиметиленкарбамид - 20 - 30

Полиэтиленполиамин - 5 - 8

Низкомолекулярный каучук - 8 - 20

3. Клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель - полиэтиленполиамин и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит наполнитель - полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Эпоксидная диановая смола - 35 - 60

Полиметиленкарбамид - 10 - 20

Полиэтиленполиамин - 15 - 25

Минеральный наполнитель - 5 - 30

4. Клеевая композиция, включающая эпоксидную смолу, низкомолекулярный каучук, отвердитель - полиэтиленполиамин и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит наполнитель - полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Эпоксидная диановая смола - 32,5 - 45,0

Полиметиленкарбамид - 5,0 - 17,5

Полиэтиленполиамин - 15,0 - 30,0

Низкомолекулярный каучук - 2,5 - 10,0

Минеральный наполнитель - 10,0 - 32,5

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к эпоксидным клеевым композициям, предназначенным для склеивания и герметизации различных металлов, стекла, керамики, пластмасс, дерева, резины. Композиции также могут быть использованы для заделки дефектов на различных поверхностях, в том числе на стеклоэмалевых, деревянных, бетонных и других.

Известен способ получения эпоксидной клеевой композиции на основе эпоксидной диановой смолы (ЭД-20), полидиенуретана и отвердителя полиэтиленполиамина, применяемая для склеивания лавсана, ферритов и других материалов.

Композиция имеет низкую жизнеспособность (около 30 мин) и недостаточно высокую прочность клеевого соединения (около 20 кгс/см²).

Наиболее близким к данному техническому решению является клеевая композиция, включающая продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы и низкомолекулярного карбоксилированного каучука в массовом соотношении 80-20, полиэтиленполиамин (отвердитель) и химически осажденный мел в качестве наполнителя.

Однако композиция имеет недостаточно высокую жизнеспособность и прочность клеевого соединения и используется для недостаточно широкого ряда склеиваемых материалов (изделий из металлов и пластмасс).

Задачей изобретения является получение клеевой композиции, обладающей высокой адгезией и жизнеспособностью с широким диапазоном свойств (с варьируемой вязкостью и эластичностью).

Поставленная задача изобретения достигается тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель полиэтиленполиамин и наполнитель, которая содержит полиметиленкарбамид в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 63-80

Полиметиленкарбамид 9-30

Полиметиленполиамин 7-11 а также тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, низкомолекулярный каучук, отвердитель полиэтиленполиамин и наполнитель, содержит полиметиленкарбамид в качестве наполнителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 45-64

Полиметиленкарбамид 20-30

Полиметиленполиамин 5-8

Низкомолекулярный каучук 8-20 тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель полиэтиленполиамин/минеральный наполнитель, дополнительно содержит наполнитель полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Эпоксидная диановая смола 35-60

Полиметиленкарбамид 10-20

Полиэтиленполиамин 15-25

Минеральный наполнитель 5-30 тем, что клеевая композиция, включающая эпоксидную смолу диановую, низкомолекулярный каучук, отвердитель полиэтиленполиамин и минеральный наполнитель, дополнительно содержит наполнитель полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Эпоксидная диановая смола 32,5-45

Полиметиленкарбамид 5-17,5

Полиэтиленполиамин 15-30

Низкомолекулярный каучук 2,5-10

Минеральный наполнитель 10-32,5

Полиметиленкарбамид в системе выступает в качестве активного наполнителя, что позволяет увеличить прочностные характеристики клея за счет появления дополнительных свободных связей и высокой развитой поверхности полиметиленкарбамида. Введение активного наполнителя со свободными связями NH- и высокоразвитой поверхностью ведет к поглощению отвердителя, локализует действие отвердителя и приводит к частичному поглощению тепла реакции отверждения, что снижает скорость образования пространственной структуры (нарастания вязкости) и повышает жизнеспособность системы.

Низкомолекулярные каучуки в клеевой композиции выступают в качестве активных пластификаторов с последующим взаимодействием концевых карбоксильных и изоцианатных групп с эпоксидными и гидроксильными.

В качестве низкомолекулярных каучуков могут быть использованы олигодиенуретанэпоксид ПДИ-3А, полидиенуретановый каучук ПДИ-0, дивиниловый карбоксилатный каучук СКД-КТР, тиокол НРБ-2, кремнийорганический каучук СКТН.

Введение в композицию минеральных наполнителей позволяет получить вязкость системы в заданных пределах, снизить усадку в отвержденной системе и расширить область применения композиций. Меняя количество наполнителя, можно получить композицию от низковязкой до высоковязкой, которая может использоваться в качестве мастики.

Клеевую композицию готовят следующим образом.

Полиметиленкарбамид высушивают при 60-80^оС до содержания влаги 0,5-0,8% и просеивают через сито диаметром отверстия 0,15-0,25 мкм. Затем к эпоксидной смоле при тщательном перемешивании добавляют полиметиленкарбамид до получения однородной массы. Перемешивание ведут в течение 30 мин при 60-80^оС.

Перед применением к полученной смеси добавляют отвердитель полиэтиленполиамин. Композиция с отвердителем тщательно перемешивается и используется по назначению.

Для получения заданных свойств клеящей композиции в отвердитель вводят при тщательном перемешивании низкомолекулярный каучук и минеральный наполнитель: тальк, каолин, аэросил и др.

Готовую клеящую композицию тонким слоем наносят на предварительно ошкуренную и обезжиренную поверхность. После чего склеиваемые поверхности совмещают и отверждают под давлением 0,1-0,5 кГс/см² при 6010^оС в течение 30-60 мин, или при температуре (205)^оС в течение 3-5 ч.

При использовании клеящей композиции для заделки дефектов, наращивания материалов и других работ после отверждения заделанные поверхности зашкуривают, шлифуют или подвергают другой механической обработке.

П р и м е р 1. 74 г диановой эпоксидной смолы ЭД-20 помещают в фарфоровый стакан или фарфоровую чашку, затем при тщательном перемешивании вводят 18 г просеянного и высушенного полиметиленкарбамида. Смесь перемешивают до получения однородной вязкой массы в течение 30 мин при 60^оС. Перед употреблением для получения клеящей композиции полученную смесь смешивают с отвердителем полиэтиленполиамином, который вводят в количестве 8 г.

Полученную композицию проверяют на жизнеспособность, для чего отбирают в стаканчик или бюкс 3-5 г клеящей композиции, помещают ее в эксикатор и через каждые 15-30 мин стакан вынимают и проверяют жизнеспособность клеящей композиции путем нанесения слоя на металлическую или стеклянную пластинку и отмечают последнее время, при котором клеящая паста способна размазываться. Данная композиция представляет собой 2-компонентную систему с жизнеспособностью при (205)^оС 120 мин.

Предел прочности при сдвиге определяют в соответствии с ГОСТ 14759-69 на образцах из Ст.3 на разрывной машине РМ по ГОСТ 7762-74 или на любой другой разрывной машине со скоростью движения нижнего зажима 25 мм/мин.

Примеры конкретного выполнения и свойства клеевых композиций приведены в таблице.

Предлагаемая клеевая композиция обладает универсальными свойствами и может быть использована для склеивания поверхностей из различных материалов, а также для герметизации, косметического ремонта и наращивания поверхностей, в том числе стеклоэмалевых, деревянных, заштукатуренных и других. Композиция обладает высокой жизнеспособностью от 1,5 до 3,5 ч (прототип 30-50 мин), и высокими прочностными характеристиками от 9 до 20 МПа (прототип 4,5-15 МПа).