Лако-красочные материалы — производство

Водостойкость клеевых соединений зависит от многих фак­торов: от химической природы клея и склеиваемых материалов, )т способа подготовки поверхности под склеивание и др. Рас — :матривая связь водостойкости с составом клея, следует отме­тить, что на этот показатель влияет каждый компонент, а так­ие его содержание [391].

При контакте клеевых соединений с водой происходит в ос — ювном разрушение адгезионных связей и в меньшей степени—і «згезионное разрушение клея [392]. На примере эпоксиполи — шидного клея FM-1000 (температура отверждения 175 °С) по — сазано [393], что после выдержки отвержденной пленки во ілажной среде она сорбирует 14% воды, в результате чего шижаются модуль упругости клея и примерно на 40 °С его тер — лостойкость. Однако эти изменения обратимы и после сушки (арактеристики образца восстанавливаются. Прочность клеевых соединений при воздействии влаги также уменьшается, но про — зсходящие при этом изменения необратимы. Характер разру — пения клеевого соединения под действием влаги меняется от когезионного к адгезионному. Такое поведение клеевых соеди — іений можно объяснить тем, что влага проникает по гранич — юму слою соединения и оказывает как бы расклинивающее действие. Уровень снижения прочности определяется продол­жительностью воздействия воды и ее температурой [394].

Под влиянием воды могут изменяться и внутренние напря­жения в клеевом соединении. По-видимому, при контакте клее — зых соединений с влагой происходит ее диффузия в клеевой шов, в результате чего клей расширяется и в клеевом соеди­гении возникают дополнительные внутренние напряжения, вы­зывающие снижение его прочности [395].

В табл. 5.7 приведены данные об изменении физико-механи — зеских характеристик клеевых соединений, выполненных раз­личными клеями, под действием воды в течение 1 мес. [89, с. 9; 141, с. 32, 375]. Прочностные свойства клеевых соединений су­щественно меняются в зависимости от продолжительности ВОЗ-

действия воды. Например, клеевые соединения алюминиевого :плава на эпоксидном клее на основе смолы Epilox EGK-19, со — іержащем 5% дибутилфталата (пластификатор) и 30% СаСОэ ‘наполнитель), отвержденные при комнатной температуре, пос­іє 2 лет выдержки в воде полностью теряют прочность [396]. Зднако при подборе рецептуры клея с учетом требований по юдостойкости могут быть разработаны клеи, свойства которых іе меняются при длительном воздействии воды. Так, эпоксид — іьіе клеи холодного отверждения КВС-1 и КВС-2 (на основе )лигоэфирэпоксидной смолы УП-5-200, диглицидилового эфира щоксидифенилгликоля марки УП-538 и модифицированного фоматического аминного отвердителя) и эпоксидные клеи горя — іего отверждения КВС-21 и КВС-22 (на основе дибромрезор — тиновой смолы УП-637Б в сочетании с эпоксидными смолами ЭД-20 и УП-563 и отверждающей системой из малеинового шгидрида и дихлордиаминодифенилметана) достаточно водо­стойки: прочность клеевых соединений, выполненных этими слеями, не снижается после воздействия морской воды в тече­те 6 мес. [89, с. 57].

Температура воды оказывает существенное влияние на ки­нетику уменьшения прочности клеевых соединений: при дей­ствии воды с повышенной температурой снижение прочности фоисходит значительно быстрее. Так, прочность стандартных эбразцов из стали 3, склеенных клеем ВК-3, после выдержки их в цоде в течение 4 ч уменьшается при 20 ЧС на 11,4%, при тем­пературе воды 100°С — на 24%. Прочность клеевых соедине­ний, выполненных эпоксидным пленочным клеем ВК-24, при повышении температуры воды до 100 °С снижается на 15% [141, с. 94].

Прочность клеевых соединений на эпоксидных пленочных клеях Ридакс 312 и Комаксит 1141 при выдержке во влажной среде (относительная влажность воздуха 95—100%) при 70°С в течение 1000 ч снижается соответственно на 4,27 и 31% [133, с. 8а].

В табл. 5.8 приведены данные о стойкости клеев различных типов к действию горячей и холодной воды [131, с. 290].

іести этот метод может быть использован для проведения уско­ренных испытаний на влагостойкость [398].

Влагостойкость клеевых соединений зависит и от природы жлеиваемых материалов. Так, выдержка клеевых соединений, выполненных эпоксидным клеем, наполненным алюминием, в во­те с температурой 40 °С приводит к большему снижению проч­ности соединений стали, чем алюминия [373].

Выдержка клеевых соединений пластиков с различными ме­таллами на эпоксидном клее Ko-kleber М225 в воде в течение 1 года приводит к снижению их прочности, которое увеличивает­ся в ряду сталь < латунь < алюминий, причем в последнем случае прочность снижается с 13 до 3 МПа [187, с. 153]. На ос­новании этих данных можно предположить, что на водостой­кость клеевых соединений большое влияние оказывает различие в коэффициентах термического линейного расширения склеивае­мых материалов.

Водостойкость клеев может быть повышена введением в их состав некоторых соединений. Так, модификация карбамидных олигомеров меламином способствует увеличению их водостойко­сти [141, с. 63].

Существенное влияние на водостойкость эпоксидных клеев оказывают отвердители. Водостойкость этих клеев повышается в ряду полиэтиленполиамин<низкомолекулярные полиамиды< <ароматические амины < ангидриды. Однако даже в пределах одного класса отвердителей водостойкость клеев также может меняться. Например, при отверждении клеев на основе эпоксид­ной смолы ЭД-20 или компаунда К-153 продуктом УП-583 (ди — этилентриаминометилфенол) водостойкость клеевых соединений выше, чем в случае отверждения их полиэтиленполиамином, хотя исходная прочность находится на одном уровне [195, с. 176]. По­вышению водостойкости эпоксидных клеев способствует приме­нение их с подслоями из фенольных клеев [399].

На примере полиуретановых и полиэфирных клеев показано, что введение в состав клеев поверхностно-активных веществ, особенно реакционноспособных (РПАВ), приводит к повышению водостойкости клеевых соединений. Так, при добавлении в поли­уретановый клей Спрут-9М РПАВ (смесь трех веществ, одно из которых способствует прониканию клея через подвергнутый кор­розии слой на поверхности металла и его гидрофобизации) проч­ность клеевых соединений при сдвиге повышается как в исход­ном состоянии (с 9,3 до 14,4 МПа), так и после воздействия влажной среды в течение 30 сут (с 5,8 до 15,1 МПа) [89, с. 40}.

Отрицательное воздействие воды на клеевые соединения, вы­полненные эпоксидными клеями, можно исключить или суще­ственно уменьшить за счет введения в состав клеев от 0,1 до 10% (масс.) некоторых водорастворимых соединений, таких как нитриты, щелочные соли Cr (VI), неорганические фосфаты, си­ликаты и карбонаты. Эти соединения должны быть равномерно распределены в клее [400].

Водостойкость клеевых соединений зависит и от типа вводи мого в клей наполнителя, его количества, дисперсности, от спо собности наполнителя смачиваться клеем и других фактороЕ Например, введение в эпоксидный пленочный клей ВК-24М аэрс сила приводит к снижению водостойкости клея, хотя прочност клеевых соединений в исходном состоянии повышается [141, с 113].

При использовании в качестве наполнителя в эпоксидны: клеях алюминиевого порошка водопоглощение отвержденны: пленок снижается по сравнению с водопоглощением клея бе наполнителя. Если наполнителем служит СаС03, водопоглощени клея становится больше, чем у клея без наполнителя [401].

Водостойкость контактных клеев на основе полихлоропрено вых латексов зависит от природы используемого в составе кле: стабилизатора. Наилучшей водостойкостью отличаются клеї с аммонийсодержащим стабилизатором [82].

На водостойкость клеевых соединений влияет также подго товка поверхности склеиваемых материалов. На примере эпок сидного клея, модифицированного каучуком, показано [259] что наиболее высокой водостойкостью обладают клеевые соеди нения, поверхность которых под склеивание подготовлена ано дированием в фосфорной кислоте.

Работоспособность клеевых соединений может быть повы шена при использовании адгезионных грунтов, особенно грун тов с ингибиторами коррозии (см. гл. 4). Введение в их состаї некоторых ароматических и гетероциклических веществ, легке взаимодействующих с оксидами и гидроксидами металлов (і частности, алюминия) с образованием водостойких комплекс НЫХ соединений, способствует повышению ВОДОСТОЙКОСТИ КЛЄЄЕ [402]. В качестве таких добавок можно использовать, напри мер, гидроксихинолин.