Лако-красочные материалы — производство

Основой полиэфирных клеев служат продукты взаимодействия многоатомных спиртов с много­основными кислотами или ангидридами этих кислот, так называемые ненасыщенные полиэфирные олигомеры — полиэфиракрилаты и полиэфирмалеинаты.

Г1 о л и э ф и р а кр и л а т ы — получают в результате реакции конденсации многоатомных спиртов и метакрило — вой кислоты. Это, как правило, маловязкие жидкости от желтого до темно-коричневого цвета, растворимые в спир­тах, ароматических углеводородах и других растворите­лях. Они имеют различную температуру кипения в зави­симости от молекулярного веса, сохраняют стабильность в течение длительного времени в присутствии специаль­ных добавок. Для изготовления клеев применяют поли­эфиры ТГМ-8, МГФ-9, ТМГФ-11. Полиэфиры ТГМ-8 и МГф-9 отверждаются под действием перекиси бензоила (1%) в течение 1—3 мин при 100° С, образуя неплавкие и нерастворимые продукты, обладающие высокой механи-

Ческой прочностью и стойкостью к бензину, маслам, кис­лотам. Полиэфир МГФ-9 в смеси с метилметакрилатом отверждается без нагревания. Так как полиэфир МГФ-9 имеет малую вязкость, его смешивают с полиэфиром ТМГФ-11. Смесь отверждается при нормальной (20° С) температуре в течение 1—3 мин при введении перекиси бензоила (2%) и диметиланилина (0,5%).

Наполнители (до 30%) улучшают механические и тех­нологические свойства полиэфирных клеев, повышают их ударную вязкость, водостойкость, уменьшают усадку, улучшают зазорозаполнение. В качестве наполнителей применяют окись кремния, бентонит, глину, гидрат крем­некислого алюминия, карбонат кальция, сульфат бария,

Полиэфирмалеинаты — продукты взаимодейст­вия многоатомных спиртов с двухосновными кислотами (малеиновой, фталевой, адипиновой, себациновой и др.). Эти смолы в отличие от полиэфиракрилатов имеют нена­сыщенные группы не на концах цепи, а вдоль ее. Поэтому отверждение их может происходить только при сополиме­ризации со специально введенным мономером, например стиролом, метилметакрилатом, в присутствии инициато­ров. Для приготовления клеев используют полиэфирма­леинаты ПН-1, ПН-1С, ПН-3, ПН-4, МА-3 и др. В боль­шинстве своем это светлые прозрачные жидкости раз­личной (от 60 до 6000 спз) вязкости, которая зависит от степени предварительной полимеризации смолы и содер­жания мономеров. Некоторые смолы содержат добавки, снижающие горючесть отвержденных продуктов или по­вышающие кислото — и щелочестойкость (смола ПН-10).

Одним из достоинств полиэфирных клеев является прозрачность прослоек (они могут пропускать до 92% ультрафиолетовых лучей). Со временем под действием света наблюдается пожелтение прослоек, однако свето­стойкость смол и устойчивость их к фотодеструкции мо­жет быть повышена введением стабилизаторов или при­менением для отверждения клеев перекиси бензоила в смеси с гидроперекисью трет-Бутила.

Наиболее известна полиэфирная смола ПН-1 — про­дукт поликонденсации диэтиленгликоля с ангидридами фталевой или малеиновой кислот. Ее вязкость 500— 800 спз, плотность 1,12—1,18 г/см3, жизнеспособность до 8 месяцев. Смолу ПН-1 выпускают в виде 70%-ного рас­твора в стироле. Она может отверждаться на холоду и
при нагревании. При отверждении газообразные продук­ты не выделяются, поэтому клеевой слой остается плот­ным даже при невысоком удельном давлении запрессов­ки и сохраняет плотность при увеличенных зазорах меж­ду склеиваемыми деталями.

В качестве инициаторов при холодном отверждении смолы ПН-1 используют гидроперекись изопропилбензо — ла — гипериз (3% от веса смолы) или перекись циклогек — сана (0,5—2% от веса смолы). Кроме того, вводят уско­ритель: 10%-й раствор нафтената кобальта в стироле в количестве 8% от веса смолы. Инициаторы и ускорители оказывают значительное влияние на скорость отвержде­ния. Изменение соотношения этих компонентов может менять время отверждения от нескольких минут до не­скольких часов.

Некоторые полиэфирные смолы могут отверждаться без добавки летучих мономеров, например смола МА-3. Она представляет собой раствор этиленгликольмалеинат — фталатной смолы марки МС-1 в смеси полиэфиракрила — тов ТГМ-3 и МГФ-9. Вязкость ее по ВЗ-4 60—140 сек Отверждение происходит за 4—5 ч в присутствии 3% гидроперекиси изопропилбензола и 4% нафтената кобаль­та, растворенных в стироле.

Склеиваемые поверхности можно соединять сразу пос­ле нанесения полиэфирного клея. Открытая выдержка не дает какого-либо эффекта; кроме того, кислород воздуха оказывает в некоторой степени ингибирующее влияние на слой клея. Учитывая это, предпочтительно использо­вать клей для склеивания плотных поверхностей. При склеивании пористых поверхностей, открывающих доступ воздуха к клеевой прослойке, склеивание происходит мед­леннее.

В процессе отверждения полиэфирного клея можно выделить три периода: индукционный, желатинизапии, экзотермической реакции. Во время индукционного перио­да полиэфирный клей находится в жидком состоянии и хорошо смачивает склеиваемые поверхности, что явля­ется одним из условий доброкачественного склеивания.

В период желатинизации клей постепенно становится более вязким, переходит в студнеобразное состояние и те­ряет способность смачивать склеиваемые поверхности.

В период экзотермической реакции клей отверждается и клеевой шов постепенно приобретает максимальную
прочность. Например, прочность на сдвиг клеевых соеди­нений стеклопластика составляет 100—120 кГ/см — (рис. 5). Надо отметить, что усадка соединения заверша­ется значительно раньше полного отверждения клея.

Отвержденные прослойки полиэфирного клея устойчи­вы к действию органических растворителей и слабых кис­лот, масел, нефти, растворов солей, но не выдерживают

Воздействия растворов ще­лочей, кетонов и горячих ми­неральных кислот. Иногда отмечается недостаточная водостойкость клеевых со­единений на полиэфирных смолах, значительная усадка клея при отверждении (5— 10%)> малая ударная проч­ность и горючесть. Эти недо­статки можно устранить (в отдельных случаях) введением облагораживаю­щих добавок и специаль­ных наполнителей: триал — лилцианурата — для повы­шения теплостойкости; тет — рахлорфталевого ангидри­да — для повышения огне­стойкости и др. Важную роль выполняют тиксотропные до — добавки: двуокись кремния, двуокись титана и др. Они препятствуют стеканию клея с вертикальных поверхно­стей.

Мастики на основе полиэфирной смолы обладают вы­сокой стойкостью к действию различных агрессивных сред (бензина, растворов солей, кислот и т. д.). Так, раст­воры серной и соляной кислот, действуя на образцы ма­стик в течение 30 дней, не изменяют их прочности. Поли­эфирные мастики не устойчивы к воздействию растворов щелочей и концентрированной азотной кислоты.

Полиэфирные клеи все более широко используют в строительстве. Ими склеивают стеклопластики, стекло, фарфор, древесину, пластмассы, асбестоцемент, а также крепят к стеклопластикам различные деревянные, пласт­массовые и металлические детали. Полиэфирную смолу

ПН-1 можно использовать не только для клеев, но и как связующее в пласторастворах, мастиках и бетонах. В бе­тонах она образует тонкую склеивающую прослойку меж­ду зернами наполнителя, что способствует получению материала с более высокими показателями механических свойств по сравнению с цементо-песчаным или щебеноч­ным бетоном.

Способность проникать в древесину, небольшие усадки, водо — и атмосферостойкость полиэфиракрилатов открывает возможность при­менения их в качестве связующих для плит из стружек. Описано при­менение для этой цели композиции, состоящей из 70% (по весу) полиэфиракрилата МГФ-9, 20% полиэфиракрилата ТМГФ-11, 10% стирола и 1% (от веса композиции) перекиси бензоила. Композиция отверждается при 135—140° С за 15 мин. Прочность плит на этом связующем составляет 143 кГ/сж2 (при растяжении), а водопогло­щение за 24 ч — 1,9% [67].