клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера
Классы МПК: | C09J163/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов C08K3/36 диоксид кремния C08K3/10 соединения металлов C08K5/54 кремнийсодержащие соединения |
Автор(ы): | Белых Анна Геннадьевна (RU), Васенева Ирина Николаевна (RU), Ситников Петр Александрович (RU), Рябков Юрий Иванович (RU) |
Патентообладатель(и): | Учреждение Российской академии наук Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2011-05-10 публикация патента:
10.04.2013 |
Изобретение относится к области клеевых композиций и может применяться для склеивания металлических изделий и устранения дефектов металлоконструкций. Композиция содержит, мас.ч.: эпоксидный олигомер 100, отвердитель 14, диоксид кремния, аппретированный -аминопропилтриэтоксисиланом 200, железо карбонильное либо оксид железа 100. Изобретение позволяет повысить прочность при сдвиге и отрыве. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.
Формула изобретения
1. Клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера, полиэтиленполиамина и оксидного наполнителя, отличающаяся тем, что в качестве оксидного наполнителя она содержит диоксид кремния, обработанный -аминопропилтриэтоксисиланом, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидный олигомер | 100 |
Полиэтиленполиамин | 14 |
SiO2, обработанный -аминопропилтриэтоксисиланом | 200 |
2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной составляющей она дополнительно содержит железо карбонильное при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидный олигомер | 100 |
Полиэтиленполиамин | 14 |
SiO2, обработанный -аминопропилтриэтоксисиланом | 200 |
Железо карбонильное | 100 |
3. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной составляющей она дополнительно содержит оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидный олигомер | 100 |
Полиэтиленполиамин | 14 |
SiO2, обработанный -аминопропилтриэтоксисиланом | 200 |
Оксид железа (III) | 100 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области клеевых композиций, в частности к клеевым композициям на основе эпоксидного олигомера, предназначенным для устранения дефектов металлоконструкций, емкостей, трубопроводов и т.д., возникающих в процессе их эксплуатации в результате коррозии и механического износа, а также для склеивания металлических изделий.
Известна клеевая эпоксидная композиция [RU 2188840 от 10.09.2002 г., C09J 163/02] на основе эпоксидно-диановой смолы, сложноэфирного пластификатора, дициандиамидного отвердителя и наполнителя (смесь оксида цинка и диоксида кремния и содержит дополнительно оксид кальция).
Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, является известная клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера, аминного отвердителя, например полиэтиленполиамина, и оксидного наполнителя, представляющая собой природную смесь оксидов кремния, алюминия, кальция, железа, магния, калия, натрия, титана [RU 2099381, опубл. 20.12.1997, 6 C09J 163/02]. Однако указанная композиция обладает недостаточной адгезией при склеивании металлов и, возможно, у композиции недостаточная водостойкость и высокий износ.
Задачей изобретения является повышение адгезионной способности (повышение прочности на сдвиг и отрыв) эпоксидной клеевой композиции.
Поставленная цель достигается за счет того, что клеевая композиция содержит в основе эпоксидный олигомер, полиэтиленполиамин, а в качестве наполнителей - диоксид кремния, обработанный -аминопропилтриэтоксисиланом, и железо карбонильное (либо оксид железа).
Клеевую композицию готовят смешением при комнатной температуре эпоксидного олигомера ЭД-20 (ГОСТ 1587-84), полиэтиленполиамина (ТУ 2413-357-00203447-99) и наполнителей: железо карбонильное (ГОСТ 13610) или оксид железа (ТУ 2611-023-576-270-01) + диоксид кремния (ГОСТ 22551-77), обработанный -аминопропилтриэтоксисиланом.
Обработку диоксида кремния проводят путем его перемешивания в толуольном растворе -аминопропилтриэтоксисилана.
Композицию наносят шпателем на приклеиваемый материал. Образец, предназначенный для испытаний на сдвиг, представляет собой две полосы листового материала, склеенные между собой внахлестку. Формы и размеры образцов соответствуют ГОСТ 14759-69. Образец, предназначенный для испытания на отрыв, представляет собой две одинаковые части в виде грибков. Форма и размер образцов соответствуют ГОСТ 14760-69. Склеенные образцы выдерживают до испытания не менее 24 часов под давлением 0,15 МПа.
Испытание прочности клеевого шва на сдвиг и отрыв проводилось по ГОСТ 14759-69, 16760-69, составы композиций приведены в табл.1. Результаты испытаний прочности клеевого шва известных композиций по изобретению указаны в табл.2.
Пример 11-21
На поверхность предварительно обезжиренной и зашкуренной пластины и грибка, изготовленных по ГОСТ 14759-69, 14760-69, наносят шпателем клеевую композицию по примерам 1-10 и сверху под давлением 0,15 МПа прижимают такую же металлическую пластину и грибок. Склеенные образцы выдерживают до испытания не менее 24 часов. Формы и размеры образцов, испытание прочности клеевого шва на сдвиг и отрыв проводят по ГОСТ 14759-69, 14760-69.
Результаты, полученные для клеевых композиций по примерам 1-10, представляют собой соответственно примеры 11-20.
Для сопоставления была взята клеевая композиция указанного выше прототипа и результаты представляют собой пример 21. Результаты испытаний по примерам 11-21 представлены в табл.2.
Влагопоглощение всех полученных эпоксидных клеевых композиций низкое и составляет 0,03-0,06%, а износостойкость не превышает 2%.
Таблица 1 | |||||||||||
Состав клеевых композиций, мас.ч. | |||||||||||
№ п/п | Наименование компонентов | Номера примеров | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
1 | Эпоксидный олигомер (ГОСТ 1587-84) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
2 | Полиэтиленполиамин (ТУ 2413-357-00203447-99) | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 | 14 |
3 | Диоксид кремния (ГОСТ 8736-93) | 200 | 100 | 100 | |||||||
4 | Диоксид кремния, обработанный -аминопропилтриэтоксисиланом | 200 | 100 | 100 | 200 | 100 | 100 | 200 | |||
5 | Железо карбонильное (ГОСТ 13610) | 100 | 200 | 100 | 100 | ||||||
6 | Оксид железа (III) (ТУ 2611-023-576-270-01) | 100 | 200 | 100 | 100 |
Таблица 2 | ||
Адгезионные свойства клеевых композиций | ||
№ примера | Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа | Предел прочности клеевого соединения при отрыве, МПа |
1 | 2 | 3 |
11 | 13 | 23 |
12 | 13 | 36 |
13 | 13 | 25 |
14 | 10,5 | 40 |
15 | 12,5 | 38 |
16 | 16 | 45 |
17 | 12,5 | 30 |
18 | 10 | 34 |
19 | 14 | 40 |
20 | 90 | 32 |
21 | 1,15 | -- |
Класс C09J163/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов
клеевая композиция холодного отверждения - патент 2527787 (10.09.2014) | |
клеевая композиция - патент 2522003 (10.07.2014) | |
эпоксидный клей - патент 2520479 (27.06.2014) | |
клеевая эпоксидная композиция - патент 2495898 (20.10.2013) | |
клеевая композиция - патент 2494134 (27.09.2013) | |
способ изготовления клеящей композиции и клеящая композиция - патент 2486221 (27.06.2013) | |
способ изготовления герметичного электронного модуля и клеевая композиция для осуществления способа - патент 2469063 (10.12.2012) | |
клеевая композиция - патент 2468055 (27.11.2012) | |
электропроводящий клей - патент 2466168 (10.11.2012) | |
клеевая композиция - патент 2435815 (10.12.2011) |
Класс C08K3/36 диоксид кремния
Класс C08K3/10 соединения металлов
Класс C08K5/54 кремнийсодержащие соединения