Лако-красочные материалы — производство

Известны композиции, получающиеся при совмещении эпокси­дов с элементоорганическими, главным образом с кремнийоргани — ческими, соединениями. Это — высокотеплостойкие клеящие систе­мы, отверждающиеся при нагревании. К ним относятся клеи — ТФЭ-9, Т-111, ВК-1, ВК-1М и ВК-1МС.

Клей ТФЭ-9 представляет собой композицию на основе смолы ТФЭ-9, отвердителя и порошкообразного наполнителя [137]. Клей применяется для склеивания стали, дуралюмина и кремнийоргани- ческих пластмасс, работающих длительно при 200—250 °С и крат­ковременно при температурах до 200 °С. Ниже приведены данные о термическом старении клеевых соединений металлов на клее — ТФЭ-9:

Дуралюмин Сталь-20 Латунь

Разрушающее напряже­ние при сдвиге, кгс/см2 до старения. 90 146 55

После старения

При 200 "С в те­чение 200 ч 60 45 15 » 250 "С в те­чение 500 ч 65 30 18 » 300 °С в те­чение 5ч 75 40 —

Тангенс угла диэлектрических потерь отвержденного клея при 20 °С равен 0,004, удельное объемное электрическое сопротивление — 1014 Ом-см, диэлектрическая проницаемость составляет 4—5.

Ниже приведены данные о режимах склеивания клеями ТФЭ-9′ и Т-111:

TOC o "1-3" h z ТФЭ-9 T-lll

Расход клея

Число слоев…………………………………………………………….. 1 —

Расход на один слой, г/м2 . . 159 — Открытая выдержка

Температура, °С……………………………………… … 20 20

Продолжительность, мин………………………………………….. 20—30 30

Режим склеивания

Давление, кгс/см2 ….. . . 0,4—2,0 До 1,0

Температура, °С………………………………………….. . 200 300

Продолжительность, ч……………………………………… 2 3

Жизнеспособность при 20 °С, *ч 48 48

Данные о прочности клеевых соединений на клеях ТФЭ-9 и Т-111 приведены в табл. 1.53. Ниже показано, как изменяется прочность клеевых соединений металлов на клее ТФЭ-9 в процес­се термического старения:

Дуралюмин Сталь-20 Латунь

Разрушающее напряже­ние при сдвиге, кгс/см2 до старения. . 90 146 55

После старения. . при 200 °С в те­чение 2000 ч 60 45 15 » 250 °С в те­чение 500 ч 65 30 18 » 300 °С в те­чение 5ч. 75 40 —

Клей Т-111 представляет собой композицию на основе эпоксид- шо-кремнийорганической смолы, порошкообразного наполнителя — и отвердителя. Клей применяется для склеивания стали, дуралю-

Мина, титана, керамики, стеклотекстолита. Кроме того, его реко­мендуется применять для склеивания феррита, феррита с нержа­веющей сталью и с титановыми сплавами. Рабочая температура клея — до 300 °С. Данные о термостабильности клеевых соедине­ний титанового сплава АМГ-6Т на клее Т-111 приведены ниже:

Действие воды на клеевые соединения в течение 15—30 сут вы­зывает незначительное снижение прочности при комнатной тем­пературе, а при 200—300 °С наблюдается увеличение прочности:

После выдержки Исходные в воде

15 сут 30 сут

Разрушающее напряже­ние при сдвиге, кгс/см2 при 20 °С 220 207 205

» 200 "С… . 60 65 80

» 300 "С. . . . 28 35 39

Клей обладает невысокой эластичностью. При нагрузке 135 кгс/см2 при 20 °С клеевые соединения работают более 500 ч, а при 200 °С и нагрузке 30 кгс/см2 — около 500.

Клей ВК-1 состоит из жидкой эпоксидной смолы, модифициро­ванной элементоорганическим соединением (являющимся одновре­менно и отвердителем), и наполнителя [176]. Применяется в клее­вых, клеесварных, клеезаклепочных и клеерезьбовых соединениях дуралюмина и титановых сплавов, работающих в интервале тем­ператур от —60 до 150 °С. При использовании ВК-1 в клеерезьбо­вых, клеевых и клеесварных соединениях в ряде случаев клей ча­стично вытекает из зазора. Поэтому были созданы модификации клея ВК-1 — ВК-1М и ВК-1МС с улучшенными технологическими свойствами. Применение этих клеев позволяет выполнять клеерезь — бовые, клеевые и клеесварные соединения любой сложности. Ре­жимы склеивания клеями ВК-1, ВК-1М и ВК-1МС приведены ниже:

BK-l BK-1M BK-1MC

Расход клея

Число слоев…………………….. .

Расход на один слой, г/м2 . . 200-250 250-350 150-200 Режим склеивания

Давление, кгс/см2 ………………………….. 0,3—3,0 0,5—1,0 0,5—1,0

Температура, °С……………………………. 120—160 100 120

1 1 1

Продолжительность выдерж­ки, ч

Жизнеспособность, ч………………………. 72 2 2

Данные о прочности клеевых соединений на клеях ВК-1, ВК-1М и ВК-1МС приведены на рис. 1.50 и 1.51 и ниже:

BK-1M BK-1MC

Прочность при неравномерном отрыве, кгс/см

При — 60 °С………………………..

» 20 °С

» 60 °С………………………………

» 150 "С. . . . Длительная прочность8

Напряжение сдвига, кгс/см2 время до разрушения, ч Максимальное напряжение цик­ла**, кгс/см2

При 105 циклах. .

» 106 циклах. .

» 107 циклах.

При 20 °С.

Клеевые соединения дуралюмина.

После выдержки в воде в течение 30 сут при 20 °С прочность клеевых соединений на клее ВК-1 снижается на 30%, а на клее ВК-1М остается без изменений.

-50 0 50 100 150 / Температура, °0

Рис. 1.50. Зависимость прочности при сдвиге клеевых соединений металлов от

Температуры: /—ВК-1; 2 — BK-1M; 3 — BK-1MC.

Рис. 1.51. Зависимость прочности при равномерном отрыве клеевых соединений

Металлов от температуры: /—ВК-1; 2 — BK-1M; 3 — BK-1MC.

Кл, еесварные соединения V; применением этих клеев могут быть выполнены методом заливки в сварной шов и сваркой по слою клея, нанесенного на одну из свариваемых поверхностей. Соедине­ния устойчивы к действию воды и тропического климата, микроор­ганизмов, масла, керосина, бензина, минерального топлива; клеи не вызывают коррозии металлов.

К эпоксидно-кремнийорганическим клеям относятся также тер­мостойкие клеи СКДА и ВТ-200, не требующие при отверждении применения высоких температур [138].

Клей СКДА отверждается при 50 °С в течение 10 ч (можно отверждать и при 100 °С в течение 4 ч); разрушающее напряжение клеевого соединения при сдвиге при 20 °С составляет 67 кгс/см2, а при 400 °С — 20 кгс/см2. Термостабильность клея при 300 °С до­статочно высока: после выдержки при 300 °С в течение 2000 ч прочность при сдвиге клеевых соединений составляет 26 кгс/см2 (испытание при 300 °С). Клей предназначается для склеивания алюминиевых сплавов, стали, титана, меди, латуни и текстолита.

Теплостойкий конструкционный клей с рабочей температурой 260 °С, предназначенный для склеивания самолетных конструкций и слоистых пластиков, может быть изготовлен на основе эпоксино — волачной смолы, содержащей п, п’-диаминодифенилсульфон в ка­честве отвердителя, 1,3-бис — [3′- (2",3"-эпоксипропокси) — пропил] — тет- раметилдисилоксан и эпоксилоксановое соединение, применяемое в качестве реакционного растворителя [177]. Клей отверждается при повышенной температуре. Прочность при сдвиге склеенных внахлестку титановых панелей составляет: при 24 °С — 165 кгс/см2, после старения при 200 °С в течение 3 ч—138 кгс/’см2, а после 100 ч старения при 260 °С— 127 кгс/см2.

Теплостойкий конструкционный клей, стабильный при темпера­турах от —54 до 815 °С, создан на основе композиции, состоящей из эпоксидной смолы, кремнийорганического соединения, феноль­ной смолы, отвердителя и порошка никеля в качестве наполнителя [178].

Стойкая к действию воды клеевая композиция состоит из эпок­сидного олигомера, модифицированного полисилоксаном, полиуре­тана и диамина в качестве отвердителя [179].

Стойкую к действию повышенных температур композицию по­лучают на основе эпоксидной смолы, кремнийорганического соеди­нения, минерального наполнителя (например, талька) и циангуа — нидина. Отверждается клей при 200 °С в течение 4 ч [180].

Клеевая композиция с пониженной хрупкостью может быть по­лучена путем смешения 150 вес. ч. триглицидилизоцианурата, 50 вес. ч. резола с температурой размягчения 85—100 °С, 6 вес. ч. диметиланилина и порошка, полученного при измельчении сплава 110 вес. ч. резола с 30 вес. ч. 1,7-ди-1,3-бис — (2,3-эпокси-3-пропокси- пропил)-фенил-1,3,3,5,5,7-гексаметилтетрасилоксана. Склеивание осуществляется при 130 °С в течение 3 ч [181].