КЛЕИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ СМОЛ

Эпоксидные клеи

Эпоксидные клеи приготовляют на слове эпоксидных смол — продуктов поликонденсации °вухатомных фенолов с эпихлоргидрином. Благодаря со — Держанию полярных эпоксидных (оксиэтиленовых) групп, эти смолы обладают высокой адгезией ко многим строи­тельным материалам.

При нормальной температуре эпоксидные смолы пред­ставляют собой высоковязкие жидкости или твердо-пла­стические тела янтарно-желтого цвета с большим сроком сохранности. Важнейшие свойства некоторых эпоксидных смол приведены в табл. 1.

Таблица 1

Марка смолы

Молекулярный вес

Содержание эпоксидных групп, %

Темп, пл., °С

ЭД-5

360—470

20—22

ЖИДК.

ЭД-6

460—540

14—18

Жидк.

ЭД-13

1500

8—10

50—55

ЭД-15

2000

5—7

60—70

Эд-л

800—1100

8—11

40—60

Эд-п

700—800

10—14

Жидк.

Э-37

12—18

Жидк.

Э-40

600—650

14—20

Жидк.

Э-41

1С0Э

9—12

72—82

Э-44

‘ 1600

6—8

83—92

В строительстве для эпоксидных клеев используют преимущественно смолы ЭД-5 и ЭД-6, являющиеся про­дуктами взаимодействия дифенилолпропана с эпихлор­гидрином. Эти смолы представляют собой высоковязкие (до 200 000 спз) жидкости, которые необходимо раство­рять или нагревать (для уменьшения вязкости) при со­ставлении композиций.

Некоторые смолы (например, Э-37, Э-40 и др.) пред­ставляют собой готовый раствор олигомера. Твердые смолы (Э-41, Э-44) используют для приготовления по­рошкообразных или прессованных клеевых композиций.

При растворении высоковязких эпоксидных смол или расплавлении твердых составов получают клеевые компо­зиции малой вязкости, хорошо заполняющие микроуглуб­ления и растекающиеся между склеиваемыми поверхно — ■ стями. Это обеспечивает герметичность клеевого соеди­нения даже при относительно небольшом давлении (0,2— 0,5 кГ/см2).

Эпоксидные клеи отверждаются без больших усадок как при нормальных (18—20°С), так и при повышенных температурах. В отвержденном состоянии они обладают высокой механической прочностью, упругостью, химиче­ской стойкостью и высокими диэлектрическими свойства­ми, исключающими возможность возникновения гальва­нических пар в местах склеивания разнородных метал­лов. По сравнению с другими термореактивными клеями (феноло-формальдегидными, фурановыми), пленки эпок­сидного клея менее хрупки и в большей степени свободны от микродефектов структуры, что обусловливает их повышенную плотность.

В качестве отвердителей эпоксидных клеев для склеи­вания при комнатной температуре применяют различные амины и амиды: полиэтиленполиамин, гексаметилендиа — мин, метафенилендиамин, пиридин, пиперидин, низкомо­лекулярные полиамиды и др. Широкое распространение получил так называемый кубовый остаток гексаметилен — диамина — отход ректификации гексаметилендиамина — сырца.

В процессе взаимодействия эпоксидной смолы с пер­вичными или вторичными аминными отвердителями обра* зуются соответственно вторичные или третичные амины, способствующие образованию поперечных связей. При горячем отверждении используют ангидриды дикарбоно — вых кислот — малеиновый, фталевый, диметилтетрагид — рофталевый, тетрагидрофталевый, ангидрид янтарной кислоты, а также меламин, карбамид, дициандиамид, тио- мочевину, триэтаноламин, триэтаноламинотитанат, фено — ло-формальдегидные смолы.

В результате обработки малеинового ангидрида тун­говым маслом получают отвердитель эпоксидных смол, обладающий пластифицирующим свойством. В этом слу­чае в клеевую композицию не нужно вводить низкомоле­кулярные пластификаторы.

Триэтаноламинотитанат применяют в чистом виде или модифицируют продуктом переэтерификации касторового

А—триэтиленгликолем. Модифицированный триэта — МаСтминотитанат является одновременно и пластификате — Н°Л и отвердителей эпоксидного клея. Отвержденные им ^°еевые прослойки обладают повышенной эластичностью

И морозостойкостью.

В качестве отвердителя эпоксидных смол при горячем пособе склеивания применяют кремнийорганические чсЬиры, повышающие теплостойкость клеевых соединений.

Свойства наиболее распространенных отвердителей эпоксидных смол приведены в табл. 2.

Отверждения

Белый кристаллический порошок, растворимый в воде Порошок, чешуйки или игольчатые кристаллы белого или бледно — розового цвета Кристаллический поро­шок белого или свет­ло серого цвета Прозрачная вязкая жидкость различных оттенков: от желтого до коричневого

Таблица 2

Наименование

Молеку­лярный вес

Гемп. пл., ° С

Плотность, Г/см’

Бнешний вид

Для холодного отверждения

Полиэтиленпо- лиамин. .

0,97—1,05

Маслянистая жидкость различных оттенков: от светло-желтого до бурого

Метафенилев — диамин. .

Гексаметилен — диамин

Кубовые остат­ки гексамети — лендиамина.

108,1 116,2

63—64 40—42

Бесцветные или слабо- окрашенные кристаллы Белая или розовая кри­сталлическая масса, растворимая в воде, спирте, бензине Темная густая масса не­постоянного состава

Для горячеп

Малеиновый ангидрид. .

98 ‘

51—53

Фталевый ан гидрид. . .

141,1

130

=

Дициандиамид

84

201—204

Триэтанол — амин

149,2

1,10—1,24

Количество вводимого отвердителя в значительной степени влияет на свойства клея. Так, при недостатке или избытке полиэтиленполиамина теплостойкость клея сни­жается. Избыток аминов, особенно с высокой температу­рой кипения, вызывает коррозию меди и латуни. Отвер — дители вводят в клеевую композицию в зависимости от эпоксидного числа смолы (содержания эпоксидных групп) с учетом поправочного коэффициента, величина которого зависит от количества активных атомов водоро­да в отвердителе, вступающих в реакцию с эпоксидной группой.

При взаимодействии эпоксидных смол с аминами в результате экзотермической реакции выделяется тепло, которое приводит к преждевременному отверждению, об­разованию пор или растрескиванию. Чтобы избежать этого, приготовленный клей охлаждают до 15° С и ниже. Жизнеспособность клея холодного отверждения при 15— 17°С 1,5—2 ч, при понижении температуры до +4° С жизнеспособность клея возрастает до 24 ч. Для облегче­ния процесса отверждения применяют в качестве отвер­дителя аминоаддукты, т. е. продукты предварительного взаимодействия аминов с эпоксидными смолами.

Чтобы улучшить условия приготовления — клея, смолу нагревают до 50—60° С, смешивают ее с пластификато­ром и растворителем, затем вводят отвердитель. После этого состав несколько охлаждают для снижения скоро­сти экзотермической реакции.

Большое значение для выбора отвердителя при горя­чем отверждении имеет жизнеспособность клея, напри­мер составы с дициандиамидом сохраняют клеящие свой­ства в течение нескольких лет, а с малеиновым ангидри­дом или триэтаноламином в течение 2-—3 суток при нормальной (15—20° С) температуре.

Необходимое количество отвердителя рассчитывают по формуле

М0

Где G — количество отвердителя, необходимое для отвер­ждения 100 г смолы, г; М0 — молекулярный вес отверди­теля; Мэ — молекулярный вес эпоксидной группы; К —• эпоксидное число смолы данной партии, %; п — попра­вочный коэффициент.

I Молекулярный вес некоторых отвердителеи указан

Абл 2, у эпоксидной группы он равен 43. Б ТМолекулярный вес полиаминов определяют по фор­муле

36 • Ю8

М=——- J—— , (11,2)

Д__ аминное число в Мг НС1 на 1 г отвердителя.

ГД Поправочный коэффициент для ангидридов 0,85, для аминов 0,25-0,33.

Например, смола ЭД-6 содержит от 14 до 18% эпо­ксидных групп, следовательно, малеинового ангидрида для ее отверждения потребуется 29—35%, а фталевого

40__ 50% от веса смолы. Обычно берут 30% малеинового

Или 40% фталевого ангидрида. Полиамины вводят в ко­личестве не более 10% от веса смолы ЭД-6.

В зависимости от температуры плавления отвердите — лей их вводят в смолы в виде порошка или расплава. Ангидриды, например, вводят в нагретую смолу в рас­плавленном состоянии при температуре, несколько пре­вышающей температуру их плавления (малеиновый ан­гидрид—при 60°С, фталевый — при 130—132°С).

Дициандиамид расплавляется при более высокой тем­пературе (табл. 2) и требует нагревания смол до 205— 210°С; при этом смолы начинают разлагаться или выде­лять низкомолекулярные компоненты. Поэтому его из­мельчают совместно с твердой смолой (Э-41) до получе­ния однородного порошка, а затем смесь используют в ка­честве клея горячего отверждения (из порошка можно изготовлять, кроме того, прутки, более удобные для хра­нения) .

При использовании клея в виде порошка поверхности, подлежащие склеиванию, предварительно нагревают, после чего клей наносят методом напыления тонким рав­номерным слоем, а прутковым клеем натирают разогре­тую поверхность. При необходимости использовать клей в жидком виде дициандиамид предварительно растворя­ют в этилцеллозольве, а затем раствор вводят в смолу.

Дициандиамид применяют в качестве отвердителя смол с высоким молекулярным весом, так как отвержде­ние при этом протекает с меньшим выделением тепла. Смесь эпоксидной высокомолекулярной смолы с дициан — Диамидом не отверждается при комнатной температуре и может длительно (в течение нескольких лет) сохра­няться без потери клеящих свойств и способности к от­верждению. Это свойство и позволяет готовить из таких смесей клеи в виде прутков или порошков.

При склеивании холодным способом с использовани­ем, например, полиэтиленполиамина или гексаметилен- диамина соединения в запрессованном состоянии выдер­живают не менее 24 ч. Для получения более прочных и теплостойких соединений рекомендуется дополнительная термообработка при 150° С в течение 4—6 ч.

Для клеев горячего отверждения (с малеиновым или фталевым ангидридами) выдержка соединений в запрес­сованном состоянии (давление 0,5—3 кг/см2) составляет 68 ч при 120° С, а затем 4-^6 ч при 150° С. Усадка в за­висимости от условий отверждения колеблется от 0,4 до 2,5%. Отверждение смолы Э-40 кремнийорганическим эфиром происходит при 140° С в течение 6 ч.

Физико-механические свойства соединений на эпоксид­ных клеях во многом зависят от вида отвердителя. Луч­шими показателями механических свойств отличаются соединения на клеях, отвержденных с помощью малеино — вого ангидрида. Фталевый ангидрид способствует об­разованию более хрупких и менее морозостойких соеди­нений. Соединения на клеях, отвержденных аминами, менее стойки к атмосферным воздействиям и менее прочны, чем соединения на клеях, отвержденных ангид­ридами кислот. Клеи горячего отверждения имеют более высокие механические и физические свойства, чем клеи холодного отверждения. В табл. 3 приведены показате­ли [10] некоторых свойств отливок смолы ЭД-6, отвержден — ной аминами и малеиновым ангидридом [10].

Свойства клеевых соединений зависят от вида и ко­личества пластификатора.

Пластификатором эпоксидного клея чаще служит ди — бутилфталат. Количество вводимого дибутилфталата влияет на прочность клеев как холодного, так и горяче­го отверждения, что подтверждается данными испытаний образцов дюралюминия толщиной 4 мм, склеенных клея­ми на основе смолы ЭД-6 (табл. 4) [21] *.

Таблица 3

Показатели фи ко механичес — П ких свойств отливок

Значения, полученные на клеях с различ ными отвердителя ми

Малеиновый ангидрид (30 вес. ч.)

Полиэтилен­полиамин (6,5 вес. ч.)

Гекса метилен-

Диамин (7 вес. ч.)

Твердость по Бринеллю, КГ/мм2..

17,2

18,3

Предел прочности при ста­тическом изгибе, кГ/см2

1000

100

70

Предел прочности при сжа­тии, кГ/см2………………………………..

1300

1000

Удельная ударная вязкость, КГ-см/см2…………………….

.8,65

7,10

7,0

Таблица 4

Количество дибутилфта — лата, вес. ч.

Предел прочности при сдви­ге, кГ/см2, образцов, склеенных

Количество дибутилфта — лата, вес. ч.

Предел прочности при сдви­ге, кГ/см2, образцов, склеенных

Холодным[11] способом

Горячим[12] способом

Холодным* способом

Горячим ** способом

0 10

132

400 427

15

20

104 94

270

Некоторые пластификаторы постепенно улетучива­ются из клеевой прослойки, что снижает эффект пласти­фикации.

Для обеспечения хорошего распределения клея между склеиваемыми поверхностями и получения тонких швов, необходимых при склеивании металлов, стекол, фарфора, клей разбавляют органическими растворителями (ацето­ном, этилцеллозольвом и др.) в зависимости от применен­ного отвердителя. В некоторых случаях эпоксидные клеи растворяют ароматическими углеводородами: толуолом или ксилолом, а также терпенами.

Растворы клея наносят тонким слоем на относитель­но холодные поверхности, что особенно важно при ремон­те металлических деталей с различными коэффициентами линейного температурного расширения. В остальных слу­чаях для лучшего растекания и быстрого схватывания эпоксидные клеи рекомендуется наносить на подогретые детали.

Растворы клея отверждаются медленно по сравнению с обычными составами, особенно при склеивании плот­ных материалов, поверхность которых препятствует испа­рению растворителя. В таких случаях клеевой шов дол­жен быть нешироким, чтобы обеспечить выход паров через кромки соединения. Прочность соединения на клее и его герметичность с увеличением количества раствори­теля снижается, так как структура прослойки вследствие выхода паров получается менее плотной. Например, проч­ность клея, состоящего из смолы ЭД-6 (100 вес. ч.), три — этаноламина (10 вес. ч.) и ацетона, зависит следующим образом от количества растворителя:

Количество растворителя (ацетона),

Вес. ч……………………………………………..

Предел прочности при сдвиге дюра­люминиевых образцов толщиной 2 мм, склеенных с нахлесткой

5 мм, кГ/см2………………………..

Режим отверждения: 2 ч при 120 и 2 ч при 140°С

Несмотря на отрицательное действие, растворители применяют в тех случаях, когда необходимо наносить клеи способом распыления на большие поверхности, на­пример при склеивании панелей с пористым утеплите­лем, приклеивании плитных теплоизоляционных материа-

П., т. е. когда скорость отверждения зависит от~ лов ^01^л0щаЮщей способности пористого материала. паР„ есТ0 органических растворителей иногда можно- пить низкомолекулярные эпоксидные смолы. При раз — йБ°лении, например, эпоксидных смол алифатическими — лиглидидиловыми эфирами вязкостью 20—30 спз или П°чкомолекулярными эпоксидными смолами вязкостью — НИ 80 спз[13] получают более эластичные и ударопрочные 1оединения, чем при разбавлении смол органическими ра­створителями. Известна, например, клеевая композиция,, в которой на 100 вес. ч. смолы ЭД-6 приходится 53 вес. ч. низкомолекулярной алифатической эпоксидной смолы* ДЭГ-1 (продукт конденсации эпихлоргидрина с диэтилен — гликолем), 33 вес. ч. низковязкого тиокола и 15 вес. ч. по — пиэтилендиамина в качестве отвердителя. Отверждение — происходит при комнатной температуре. Благодаря отсут­ствию летучих веществ эту композицию можно использо­вать в клеесварных соединениях.

Ценным свойством эпоксидных смол является возмож­ность значительного наполнения — до 400% от веса смо­лы. В качестве наполнителей в эпоксидных клеях исполь­зуют цемент, маршалит, гипс, каолин, тальк, окись цинка,, асбестовую, фарфоровую или древесную муку, алюминие­вый, железный, чугунный порошок и др. Выбор наполни­теля зависит от основных требований, предъявляемых к клеевому соединению. Для повышения теплостойкости; используют фарфоровую муку, молотый песок, маршалит. Цемент придает клеевой прослойке повышенную герме­тичность, что весьма важно, например, при склеивании — труб, работающих под давлением. Волокнистые наполни­тели — асбест, стекловолокно и другие повышают проч­ность и, в особенности, сопротивление сдвигающим на­грузкам. Каолин, тальк улучшают способность клея за­полнять зазоры. Металлические порошки и опилки’ повышают прочность и сближают коэффициенты терми­ческого расширения клея и металла, а также придают" клею электро — и теплопроводность. Пылевидный кварц ^повышает электроизолирующую способность клея. За ру. ■бежом для склеивания металлов нередко применяют пле­ночные эпоксидные клеи, получаемые пропиткой тонкой пористой бумаги, ткани или стеклянного волокна жидки­ми эпоксидными смолами [19]. Основу пленочных клеев можно рассматривать как особый вид наполнителя.

Для улучшения физико-механических свойств эпок­сидных клеев их модифицируют некоторыми олигомера — ми и полимерами. Применение, например, жидких каучу — ков (полисульфидных, дивинильных, нитрильных), а так­же низкомолекулярных полиамидных смол повышает эластичность клеевых соединений, позволяет отказаться ют пластификаторов — эфиров, улетучивающихся из кле­евой прослойки. Жидкий тиокол и полиамидные смолы повышают сопротивление неравномерному отрыву при -сравнительно большой толщине клеевой прослойки (1— 2 мм). Тиоколы реагируют с эпоксидными смолами при нормальной температуре, образуя высокоэластичные про слойки, обладающие хорошей адгезией к металлам, дере­ву, бетону, тканям и стеклопластикам. Прочность эпок — — сидно-тиоколового клея в значительной степени зависит •от соотношения смолы и тиокола (рис. 3). Отвердителем эпоксидно-тиоколового клея может быть гексаметилен — диамин, полиэтиленполиамин или диметиламинометил — ■фенол.

На свойства эпоксидно-тиоколовых клеев влияет вяз­кость тиокола. В то время как введение жидких пласти­фикаторов— эфиров снижает вязкость (рис. 4) и облег­чает приготовление клея, введение тиокола загущает •смесь и затрудняет выход из нее воздушных пузырьков, •образующихся при перемешивании. Поэтому в состав клея предпочтительно вводить тиоколы низкой вязкости (до 100 пз) марок НВ или НВА. Клеи, содержащие тио­кол, обладают более высоким сопротивлением отслаива — :нию и ударным нагрузкам, особенно при низких темпера­турах, а также хорошей адгезией к алюминию и его — сплавам, к стали, цинку, стеклу, керамике, бетону, асбе­стоцементу.

Эпоксидно-тиоколовые клеи менее теплостойки по •сравнению с эпоксидными клеями холодного отвержде­ния, но более устойчивы против старения. Нормальный температурный интервал работы эпоксидно-тиоколовых клеев от —60 до +100°С. В СССР разработаны эпоксид-

-тиоколовые клеи и компаунды[14] марок К-153, К-200, К°126 Клей К-153 используют в основном для склеива — ~ стеклотекстолита с металлами, алюминиевых спла­вов сталей, латуни. Клей состоит из смолы ЭД-5, тиоко­ла НВ, гексаметиленди — амина и наполнителя — портландцемента мар­ки 400. Клей готовят

КЛЕИ НА ОСНОВЕ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ СМОЛ

О 15 50 75 100 125 150′ Содержание тиокола в %% от Веса смолы

Рис. 3. Зависимость прочности клеевого соединения при равно­мерном отрыве от соотношения

Непосредственно перед использованием, сме­шивая исходные компо­ненты до получения однородной смеси (из­готовление клея долж­но производиться при включенной приточно- вытяжной вентиля­ции!).

/

/У

Г

3

Эпоксиднои смолы клее

И тиокола в

Eg

«о (Ц

<г> у

Г- >

=3 С}

3: £ Си

0.5

* « 6

10 20 30 TЂ 50

Количество пластификатора,%

Рис. 4. Изменение вязкости смолы ЭД-5 в зависимости от количества модифицирующих добавок и пла­стификатора при 40°С:

/ — тиокол НВ вязкостью 170 пз; 2 — Полиэфир МГФ-9: 3 — дибутилфталат

2,5

2,0

1.5

1.0

При совмещении эпоксидных смол с по­лиамидами получают клеи, отверждающиеся как при нормальной, так и при повышенной температуре. Полиами­ды придают клеевым соединениям эластич­ность, коррозионную стойкость, ударную прочность. Для пласти­фикации эпоксидных клеев рекомендуется ис­пользовать низкомоле­кулярные полиамиды (с молекулярным ве­сом 2000—10 000), ко­торые вызывают отвер­ждение эпоксидных смол при нормальной температуре. Соотно­
шение полиамида и смолы в клее может колебаться от ‘■30 до 70%. но наилучшие физико-механические свойства достигаются при 40—50%-ном содержании полиамида. Большее количество полиамида после отверждения сме­си дает мягкие пленки с низкой теплостойкостью.

Низкомолекулярные полиамиды получают из поли — •аминов и жирных кислот, выделенных из растительных масел (льняного, соевого или тунгового). Согласно В ТУ П-299—62 отечественные низкомолекулярные поли­амиды, полученные на основе кислот льняного (Л) и со­евого. (С) масел, имеют следующие показатели (табл.5).

Таблица 5

Марки полиами­да

/’шинное чис­ло, мг НС1/г

Вяакость при 20°С, пз

Марки полиами­да

Аминное чис­Ло, мг НС1/г

Вязкость при 20°С, пз

Л-18

100—125

300—500

С-18

90—105

80—150

Л-19

125—150

80—250

G-19

180—140

25—50

Л-20

175—200 "

— 8—250

С-20

160—175

30—70

Л-21

180—200

500—750

Для совмещения полиамидов с эпоксидными смолами концентрированные растворы каждого продукта готовят ■раздельно, затем смешивают их и, добавляя растворите — .ли, доводят вязкость клея до заданной. В качестве раст­ворителя для низкомолекулярных полиамидов чаще всего используют смеси спиртов с углеводородами, например •смесь изопропилового спирта с толуолом. Приготовлен­ные композиции сохраняют рабочую вязкость в течение 1—3 ч, однако отверждение происходит медленно, осо­бенно при пониженных температурах. При нормальной температуре клей отверждается в течение 3—4 суток, при ■снижении температуры до 7° С в клей необходимо вво­дить ускоритель—-трифенилфосфит.

Рассмотрим некоторые технологические приемы при­готовления, хранения и нанесения эпоксидных клеев.

Готовить клей следует в количестве, не превышающем ■потребности на 1—2 ч работы. Для более точного отве­шивания смолу необходимо разогреть до жидко-текуче­го состояния. В первую очередь в смолу вводят пластифи­катор и растворитель, затем наполнитель. В состав, за-

Т а б л й’п. а 6

Наименование компонентов

Содержание компонентов в клеях, вес. ч. [30, 36, 45 , 46]

Л-4

ЭП-1

К-150

К-153

ЭОРЦ

ЭПЦ-1

К-134

K-139

K-U5

Смолы

ЭД-5………………………….

—.

100

100

_

100

100

100

100

ЭД-6………………………………………….

100

_

100

_

_

Э-40 ………………………….

100

T

Пластификаторы

Дибутилфталат….

15

_

_

_

_

_

Полиэфир МГФ-9 . .

20

10

20

75

20

20

Жидкий тиокол НВА.

20

_

_

Жидкий каучук

*

СКН-26-1………………..

200

20

Отвердители

Полиэтиленполиамин .

8

15

15

10

25

18

15

Гексаметилендиамин ‘ .

10

10 •

.—.

_

Наполнители

Портландцемент . . .

100—400.

100—400

100—200

100—200

—.

Пылевидный кварц. .

150—200

50—150

— ,

Растворители

Ацетои……………………….

5—10

_

_

_

Окситерпеновый

40

Растворитель………………

■—■

Твердевающий при комнатной температуре, отвердитель вносят непосредственно перед нанесением клея. Для то­го чтобы сохранить температуру клея, его приготовляют s металлической посуде, хорошо отводящей тепло экзо­термической реакции. Если вязкость клея быстро увели­чивается при пониженной температуре окружающей сре­ды, то надо подогреть склеиваемые детали, на которые он наносится (но не клей!). Перемешивать клей необ­ходимо так, чтобы в нем не оставалось пузырьков воз­духа.

Приготовляя клей горячего отверждения, в смолу сна­чала вводят отвердитель, а затем наполнитель и пласти­фикатор (полиэфиры, полиамиды, каучуки, реже дибу — тилфталат и др.). Необходимо внимательно следить за тем, чтобы в клее не оставалось нерастворившихся ко­мочков отвердителя и крупных частиц наполнителя.

Хранить эпоксидные смолы следует в прохладном ме­сте в оцинкованной, алюминиевой или стеклянной посуде с широким горлом. Ниже приводится ряд рецептур клеев холодного (табл. 6) и горячего (табл. 7) отверж­дения.

Таблица 7

Наименование компонентов

Содержание в клеях, вес. ч. [46]

ВК-32-ЭМ

Д-23

Д-15

Д-43

Смолы

ЭД-6 ……………………………………………..

Э-40 ………………………………………………

ЭД-13…………………………………………

100

100

100

100

Пластификаторы

Дибутилфталат……………………………….

8—10

•Отвердители

30

4—5

30

30

Наполнители

Пылевидный кварц……………………………

Алюминиевая пудра………………………….

100

30

60—80

120— 150

Отвержденные эпоксидные смолы относят к группе ойких материалов, так как водопоглощение их не — Б°Дцко (от 0,1 до 0,5%). Но одно лишь водопоглощение Вможет характеризовать водостойкость смол и тем бо — Н6 клеев на их основе. В зависимости от примененного Лтвердителя, содержания модифицирующих добавок и наполнителей прочность отвержденных смол, определяе — ная 0бычно с помощью отливок, подвергаемых изгибу, может заметно снижаться при длительном воздействии воды. Ниже приведены показатели водопоглощения по ве­су за 30 суток вымачивания в воде при 20° С и прочности при статическом изгибе отливок некоторых клеев на ос­нове смолы ЭД-5.

Степень потери прочности при вымачивании зависит от типа отвердителя. Так, после 6 месяцев вымачивания в дистиллированной воде при 55° С прочность отливок эпоксидной смолы, отвержденной триэтилентетрамином, метафенилендиамином, фталевым ангидридом, снизилась,, соответственно, на 18, 5, 11%.

Прочность клеевых соединений значительно снижает­ся вследствие влияния воды на адгезию клеевой пленки к поверхности материала. Она зависит не только от со­става клея, но и от состояния поверхности, ее топографии, природы склеиваемых материалов, параметров склеива­ния и других технологических факторов. Например, со­единения металлов ослабляются при вымачивании в воде — на 50—100%, в то время как соединения бетона, асбесто­цемента сохраняют прочность в аналогичных условиях в течение года и более. Водостойкость соединений метал­лов на эпоксидных клеях в значительной степени зависит от способа подготовки поверхности к склеиванию: напри­мер, после 120 ч вымачивания при 60°С прочность со­единения на клееЭПЦ I нержавеющей стали, зачищенной наждачной бумагой, снизилась на 95%, а стали, обрабо­танной травлением,— на 20%. При более высокой темпе­ратуре воды прочность клеевых соединений снижается «быстрее. Так, например, соединения алюминия на клее ЭПЦ-1 за 100 ч вымачивания при температуре воды 20 35, 60, 100° С снизили прочность на 10, 50, 80, 95% соот­ветственно [47].

Нагревание отливок эпоксидных клеев и образцов кле­евых соединений приводит сначала к некоторому повы­шению прочности вследствие протекания реакции допол­нительного отверждения (при 100—200°С), затем проч­ность начинает снижаться, причем в отливках этот процесс сопровождается потерей веса и увеличением ко­личества веществ, экстрагируемых в ацетоне (это указы­вает на развитие процессов деструкции). Степень первона­чального упрочнения-при нагревании, последующего сни — ..жения прочности, интенсивность деструкции и другие явления, сопровождающие нагревание эпоксидных смол, ■в значительной степени зависят от содержания и вида от- вердителей, модифицирующих и других добавок.

Прочность сцепления эпоксидных клеев холодного отверждения с большинством металлов значительно ниже когезионной прочности самого клея. Поэтому разруше­ние образцов при испытании часто носит характер отслое­ния клея от одной из поверхностей, причем это явление нередко ошибочно объясняют дефектами поверхности <или нарушением технологии склеивания.

Для повышения прочности соединений металлов на ■клеях, отверждаемых при нормальной температуре, предварительно наносят на поверхность подслой, состоя­ний из клея горячего отверждения.

В последнее время создано множество модификаций эпоксидного клея как холодного, так и горячего отверж­дения для крепления новых конструкционных материа — — лов. Для склеивания поливинилхлоридных пластиков с металлами предложено совмещать эпоксидные смолы с поливинилхлоридом (клей ПФЭД) или перхлорвиниловой смолой (клеи ПЭД и ПЭД-Б). Состав указанных клеев ■приведен в табл. 8.

Клей ПЭД-Б применяют в строительстве энергетиче­ских установок, а также цехов с агрессивными средами для крепления листового пластифицированного поливи — •нилхлорида (пластиката) к поверхности строительных ■конструкций из металла и железобетона. Приготавливая клей ПЭД-Б, сначала растворяют перхлорвиниловую смолу, затем добавляют смолу ЭД-5, слегка подогретую

Для снижения вязкости. Жизнеспособность смеси после введения отвердителя 1,5—2 ч, продолжительность отвер­ждения 24—36 ч [84].

Повышенной эластичностью отличается эпоксидный клей, модифицированный поливинилбутиралем (соотно­шение смолы и поливинилбутираля в клее 1-ul до 1:2, отвердитель — дициандиамид).

Хорошие результаты дает совмещение эпоксидных смол с фурановыми соединениями. Например, клей ФЛ-4С представляет собой композицию из эпоксидной (ЭД-5) и фурилово-феноло-ацетальной смол, растворен­ных в спирто-ацетоновой смеси. В качестве пластифика­тора применен диоктилсебацинат, отвердителем служит гексаметилендиамин. Отверждение производится при вы­сокой (155—160°С) температуре в течение 2 ч. Клей при­меняют для клеесварных соединений из дюралюминия, для склеивания анодированных металлов и т. п. Клей об­разует прочные соединения благодаря устойчивости к действию кислых и щелочных сред, обычно сопутствую­щих анодированию. Другой совмещенный клей БОВ-1 содержит смолу ЭД-5, фурфуроло-ацетоновую смолу (мо­номер ФА) и стирол. Отвердителем служит полиэтилен­полиамин. Клей пригоден для склеивания полистирола и пенополистирола, стеклопластиков, бумажно-слоистых пластиков, бетона, керамики, асбестоцемента, дерева. I Для повышения теплостойкости эпоксидных клеев к ним добавляют кремнийорганические соединения и фе — роло-формальдегидные смолы. Высокую теплостойкость
имеют феноло-эпоксидные клеи. При 150—200° С проис­ходит взаимодействие эпоксидных групп с активными группами феноло-формальдегидной смолы, приводящее к отверждению сплава, причем прочность соединений на этих клеях длительно сохраняется под нагрузкой при тем­пературе до 260° С. В результате взаимодействия смолы ЭД-6 с феноло-формальдегидной К-21 получают клеи, способные склеивать сталь соединением прочностью 400—500 кГ/см2.

Таким образом, к числу особенностей, выгодно отли­чающих эпоксидные клеи, относится возможность доста­точно широкого варьирования физико-механических свойств клеевых соединений, что достигается преимуще­ственно модификацией смол термопластичными и термо­реактивными полимерами, а также каучуками.

Благодаря этому эпоксидные клеи получили наиболь­шее распространение в строительной технике. Их приме­няют для изготовления трехслойных панелей из алюми­ния, пластмасс и асбестоцемента, для ремонта строи­тельных машин, склеивания бетона в сооружениях, монтажа систем водоснабжения, вентиляции и т. д. Не­смотря на то, что эпоксидные клеи в промышленности стали использовать сравнительно недавно, область их применения постоянно расширяется. Поэтому свойства эпоксидных клеев рассмотрены более подробно, чем ос­тальных,

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.