Лако-красочные материалы — производство

Клеевые композиции, отверждаемые дициандиамидом (ДЦД), представляют собой твердые продукты, выпус­каемые в виде прутков или порошка с наполнителем (чаще всего алюминиевая пудра) или без него. К таким клеям относятся отечественные композиции Д-22, Д-23, Д-54, Эпоксид П и Пр, МАТИ К-2, а также Аральдит 1 (фирма «СіЬа») и др. Состав и некоторые свойства ком­позиций Д-22, Д-23 и Д-54 приведены в табл. 34.

Клеи Эпоксид Пр (пруток) и Эпоксид П (порошок) предназначаются для склеивания металлов и неметал­лических материалов (стекло, фарфор, керамика, пла­стические массы, древесина и др.). Жизнеспособность клеев не менее 6 месяцев.

Склеивание этими клеями производится при давле­нии 0,5—3,0 кгс! смг при следующих температурных ре­жимах:

Температура склеивания, °С 240 220 200 180 150 120 Продолжительность выдсрж* кы, мин 5 15 40 120 300 600

Клеевые соединения металлов могут работать б ин­тервале температур от —60 до +100 °С* Это иллюстри­руется рис. 29 и приведенными ниже данными о проч-
ностн клеевых соединений различных материалов клее Эпоксид Пр:

Предел прочности про сдвиге»

кес/см*

Дуралюмнн анодирован-

ный…………………………….

Дуралюмнн плакирован­ный зашкуренный, .

Магниевый сплав МЛ-3 оксидированный. . . Дуралюмнн-г стеклотек­столит…………………………..

* Разрушение по стеклотекстолиту.

При склеивании металла его поверхность предвари­тельно нагревается до 100—120 °С н посыпается порош­ком или натирается прутком; при этом клей плавится и легко растекается по поверхности. При склеивании больших поверхностей клей может быть нанесен путем горячего напыления.

Ниже приведены показатели прочности при отрыве клеевых соединений металлов на клее Эпоксид Пр;

Клеевые соединения выдерживают длительное (500 ч) нагревание при 100 °С и устойчивы к переменным темпе­ратурам (от —60 до +100°С), действию воды, топлива н масла. Предел выносливости при сдвиге клеевых соеди­нений дуралюмтша (при 3-10° циклах) при 20 °С равен 40 кгс/см2. В табл. 35 приведены данные о длительной прочности соединений металлов на клее Эпоксид Пр, Выдержка образцов дуралюмина, склеенных клеем Эпоксид Пр, в атмосферных и тропических условиях в течение 6 месяцев приводит к снижению прочности при

сдвиге клеевых соединений на 40—50%. Стойкость клее­вых соединений к атмосферным факторам может быть повышена путем защиты торцов специальными лакокра­сочными покрытиями. Клеи стойки к действию микро­организмов, не вызывают коррозии металлов и не то­ксичны.

Клеи Эпоксид П и Эпоксид Пр обладают хорошими диэлектрическими свойствами. На рис. 30—32 приведены зависимости тангенса угла диэлектрических потерь, ди-

электрической проницаемости и удельного объемного электрического сопротивления этих клеев от температу­ры. Для сравнения приведены данные о клеях ВК-32-ЭМ и Л-4. Клей Л-4, отверждающийся без нагревания, зна­чительно уступает но диэлектрическим свойствам клеям Эпоксид П, Пр и ВК-32-ЭМ.

Рис. 32. Зависимость удельного
объемного электрического сопро-
тивления (рр) эпоксидных клеев от
температуры:

1 — ВК-32-ЭМ; 2 — эпоксид П и Пр;

3 — Л-4.

Клей МАТИ К-2 относится к отечественным эпоксид­ным клеям, содержащим дициандиамид и наполнитель. Клей пригоден для соединения стали и других металлов. Прочность клеевых соединений при равномерном отрыве при склеивании при 150—1С0°С возрастает до 740 кгс/см2 с увеличением продолжительности выдержки при этой температуре до 1 ч. Теплостойкость клеевых соединений стали на клее МАТИ К-2 характеризуется данными рис. 33.

Данные о составе различных модификаций клея МАТИ К-2 приведены в табл. 36.

Во избежание проникновения влаги компоненты клея необходимо хранить в герметически закрытой таре, так как использование влажных компонентов может снизить на 40% прочность клеевых соединений.

При изготовлении клеев МАТИ К-2М и МАТИ К-2П эпоксидную смолу нагревают до 80 °С, добавляют жид­кий тиокол или смолу ДЭГ-1, размешивают и нагревают до 100 °С. После этого в смесь при непрерывном переме-

шивании постепенно вводят дициандиамид. Температуру смеси доводят до 130 °С (не выше) и непрерывно пере­мешивают ее в течение 15—20 мин. Затем смесь охлаж­дают до 120 °С и также при непрерывном перемешивании вводят смолу ФНФ (для получения клея МАТИ К.-2М). Наконец, последовательно вводят наполнители: цинко­вую пыль и кварцевую муку. Перемешивание необходи­мо продолжать до тех пор, пока температура смеси не снизится до 18—20 °С.

Клеи КХТ-1 и КХТ-2 готовят непосредственно перед применением вследствие их ограниченной жизнеспособ­ности. Смолу нагревают до 80 °С и взвешивают в фар­форовой чашке, добавляют дибутилфталат или смолу ДЭГ-1 (для клея КХТ-2). Смесь охлаждают при непре­рывном перемешивании до комнатной температуры. За­тем последовательно вводят полиэтиленполиамин и квар­цевую муку.

Клей Аральдит 1 представляет собой композицию, содержащую эпоксидную смолу на основе дифенилолпро­пана и дициандиамид в качестве отвердителя. Клей ис­пользуется для склеивания металлов и многих неметал-

лических материалов. Выпускается в виде прутка или порошка с наполнителем (алюминиевый порошок) и без него. Технология применения клея практически анало­гична описанной выше для клеев Эпоксид П и Пр.

При нанесении клея Аральдит 1 горячим напылением рекомендуются следующие условия работы:

Давление газа (про Длина пламени, мм. . . 5—10

пан), кгс/см2 … 0,6 Расстояние от пистолета

Давление кислорода, до покрываемой поверх-

кгс/см2………………… 1,5—2 ности, см…………………………… 20—30

Давление воздуха, кгс/см2 1 —1,5

При нанесении клея на металлическую поверхность указанным способом необходимо тщательно отрегули­ровать условия напыления таким образом, чтобы пред­отвратить перегревы, которые могут привести к прежде­временному переходу полимера в неплавкое и нераство­римое состояние.

Склеивание клеем Аральдит 1 производится но режи­мам, приведенным ниже (давление 1 кгс/см2):

Температура,

°С…. 130 1140 150 160 170 180 190 200

Продолжи­тельность выдержки,

мин. . . 10—72 5—48 3—24 2—7 80—300 55—180 45—120 30—60

Толщина клеевых швов не должна превышать 0,1 мм.

Клей Аральдит AU-1 с алюминиевой пудрой в ка­честве наполнителя менее текуч, чем без наполнителя, и имеет несколько худшие физико-механические свой­ства.

Предел прочности при равномерном отрыве (на ци­линдрических образцах) клеевых соединений Антикоро — даля В на клее Аральдит 1 при 20 °С достигает 900 кгс/см2. Клеевые соединения сохраняют хорошую прочность до температуры 80 °С, при 100—120 °С наблю­дается резкое ее снижение.

Клеевые соединения стойки к длительному действию высоких температур. Падение прочности при сдвиге па образцах алюминиевого сплава Авиональ М (размер 25X170 мм) при длине одинарной нахлестки 10 мм по-

еде старения при 100 н 150 °С в течение 1 года состав­ляет соответственно 15 и 18% :

Продолжительность

старения, , . . 10 суток 1 месяц 3 месяца 6 месяцев І год

Предел ПрОЧЕІОСТИ при сдвиге, кгс/слР, после старения

при 100°С. . 344 334 325 327 305

при 150 °С. . 347 352 322 292 284

При хранении образцов алюминиевого сплава Анти — кородаль В, склеенных Аральдитом 1, в лабораторном помещении прочность при сдвиге клеевых соединении в течение первого года уменьшается примерно на 12— 28%, При дальнейшем хранении прочность изменяется незначительно; соединения, выполненные с двойной на­хлесткой, оказались менее чувствительными к этому виду испытаний, чем соединения с одинарной нахлесткой. Клеевые соединения стойки к действию воды масла, бен­зина, метанола и ацетона64 (табл* 37).

Клей Аральдит AZ-15 является двухкомпонентной си­стемой, состоящей из раствора эпоксидной смолы и рас­твора отвердителя, которые смешивают друг с другом перед применением в соотношении 100:30. Отвердитель, по-видимому, представляет собой раствор дициандиами — да в метил — или этилцеллозольве. Клей отверждается при нагревании.

Вязкость готового клея при 20 °С составляет 300— 400 спз, плотиость (при 20 СС) 1,1 г,’см3, концентрация около 60%. Компоненты могут храниться в течение 6 месяцев при 40 °С и около года при 20 °С. Клей пред­назначается для склеивания металлов и неметаллических материалов. Клей наносят на соединяемые поверхности с помощью кисти, пульверизатора или путем полива. При использовании пульверизатора клей разбавляют ацетоном. Расход клея составляет 100—150 г! мг. Про — должительность открытой выдержки* зависит от темпе­ратуры:

Продолжительность выдержки под давлением также зависит от температуры:

Температура, °С 120 130 140 150 160 170 180 190 200 220

Продолжитель­ность выдерж­ки, t, , , 2 ч 14 н 5 ч 3 ч 2 ч 1,5 ч 1 ч 45 мин 30 мин 10 мин

Толщина клеевого слоя меньше, чем для клея Араль­дит 1. Для получения утолщенной клеевой пленки мож­но использовать комбин а ни ю жидкого клея Аральдит AZ-15 с порошком Аральдит L Клеевые соединения на клее Аральдит AZ-15 сохраняют прочность в интервале температур от —60 до 100 °С:

Температура испытания, °С —60 20 100 120

Предел прочности при сдви­ге, кж/см* 314—345 312—335……………………………………… 203—252 71—96

Приведенные данные получены при склеивании об­разцов алюминиевого сплава Авиональ М размером 1,5X25X170 мм с длиной нахлестки 10 мм.

Клей Аральдит AV-8 —однокомпонентний пастооб­разный клей, выпускаемый фирмой «СіЬа» и применяе­мый для склеивания металлов и неметаллических мате­риалов* Срок хранения клея G месяцев. Клей наносится на соединяемые поверхности с помощью шпателя; рас­ход 150—200 г/мг. Отверждение производится в течение 4 ч при 150 °С или в течение 1 ч при 180 °С. Предел прочности клеевого соединения при сдвиге 200— 330 кгс/см2, теплостойкость — до 130 °С.

Клей Ch S Эпокси 1001, выпускаемый в Чехословакии, представляет собой твердую композицию65 с температу­рой плавления 70—80 °С. По-видимому, он близок по со­ставу к клею Лральдит 1. Назначение клея — соедине­ние металлов и неметаллических материалов. Продол­жительность выдержки при склеивании зависит от тем­пературы:

Температура, °С. . . ПО 140 170 190 220 280

Продолжительность вы­держки 48 ч 7 ч 1,5 ч 50 мин 15—30 мин 3—5 мин

Предел прочности при сдвиге клеевых соединений стали на этом клее достигает при нормальной темпера­туре 600 кгс/смг при 100 и 120 °С предел прочности ра­вен соответственно 300 и 150 кгс/смг. Приведенные дан­ные относятся к образцам толщиной 2 мм с длиной на­хлестки 5 мм, отвержденным в течение 1 ч при 180 °С* Технология применения этого клея аналогична техноло­гии применения клея Аральдит 1.

Клей Е-1068 (ФРГ) па основе твердой эпоксидной смолы и порошкообразного отвердителя (по-видимому, дициандиамида) обладает хорошей теплостойкостью. Ниже показано, как изменяется прочность клеевых со­единений дуралюмина на клее Е-1068 в зависимости от температуры:

Клей МЭ-1 представляет собою эпоксидную смолу, модифицированную поливинилбутиралем; отпердителем является дициандиамид (соотношение смол 1 : 1)ев. Клей выпускается в виде раствора и в виде пленки, армиро­ванной сеткой из полиамидного волокна. Срок хране­ния — 1 год,

В случае употреблений клея в виде раствора его на­носят на обе склеиваемые поверхности; расход 150— 200 гІмК После нанесения первого слоя образец выдер­живают на воздухе в течение 45 минt затем последова — ельно по 30 мин при 60, 80 и 105 °С, После охлаждения к) комнатной температуры наносят второй слой клея \ сушат по режиму для первого слоя. Режим выдержки под давлением 2—3 кгс/смг при 153±2Х — в течение 4 ч; при 163 ±2 °С — в тече­ние 2,5 ч; при 173±2°С —

1,5 ч,.

При использовании клее­ной пленки ее промывают бензином и укладывают на протертую ацетоном поли­этиленовую пленку, затем сушат в термошкафу при 30 ±2 °С в течение 1 ч.

Склеивание производится гак же, как и в случае при­менения жидкого клея.

Данные о прочности при сдвиге клеевых соединений па клее МЭ-1 в зависимости от соотношения эпоксидной смолы и поливинилбутираля приведена на рис. 34. При 80 °С предел прочности при сдвиге составляет 2G0 кге/см2, прочность при неравно­мерном отрыве при 20 °С равна 5—7, а при 80°С 8— 10 кгс/см. Клей применяется главным образом при изго­товлении сотового заполнителя из алюминиевой фольги для трехслойных сотовых конструкций.