Лако-красочные материалы — производство

В эту группу клеев входят композиции на основе эпоксидных смол, модифицированных, а также отвержденных фенолоформ — альдегидными смолами, и клеи на основе эпоксиноволачных смол.

Отверждение эпоксидных смол ф енолофор м альдегидным и пр оисхо — — дит в результате взаимодействия метилольных групп резола с гидр­оксильными группами эпоксидной смолы, а также взаимодействия фе — нольных групп резольных или ново — лачных смол с эпоксидными груп­пами.

Эпоксидные смолы с молекуляр­ным весом 600—1600 совмещаются с фенолоформальдегидными смола­ми № 21, К-212-01, № 101 и др. Вы­сокомолекулярные эпоксиды (моле­кулярный вес 2500—3500) хорошо совмещаются со смолами К-212-01 и № 101 при комнатной температуре (в соотношении 80 : 20 или 70 : 30).

Отверждение фенолоформальде­гидными смолами происходит при 150—200 °С (в зависимости от соста­ва композиции); продолжительность отверждения 60—10 мин.

При сплавлении жидкой эпоксидной смолы с резольной смолой К-21 при 95—110°С могут быть получены клеевые композиции, обеспечивающие высокую прочность клеевых соединений стали при равномерном отрыве. Наибольшая прочность достигается при со­отношении эпоксидной и резольной смол 60:40 (рис. 1.45). Проч-

10—2591
ность клеевых соединений стали при равномерном отрыве зависит от продолжительности отверждения: наиболее высокие показате­ли получены при выдержке в течение 8 ч при 150—160 °С.

К эпоксидно-фенольным клеям относятся зарубежные клеи го­рячего отверждения Метлбонд 302, НТ-422, FPL, Эпон 422 и др. Теплостойкость эпоксидно-фенольных клеев Метлбонд 302 и НТ-422 составляет 250—300 °С [155].

Клеи FPL-878, FPL-881 И FPL-710. В состав клея FPL-878 вхо­дят эпоксидная смола Эпон 1007 и фенолоформальдегидная смола Дурез 16277. Прочность склеивания зависит от соотношения этих смол [155]:

Количество эпоксидной смолы, вес. ч. на 100 вес. ч. феноло­формальдегидной. . 0 5 10 20 25 30 40 Разрушающее напряже­ние при сдвиге, кгс/см2 при 26 °С 135 116 119 146 147 157 133

» 315 °С. 48 71 52 54 43 47 14

Клей FPL-881 представляет собой композицию из двух различ­ных фенолоформальдегидных смол, эпоксидной смолы Эпон 1007, растворителя (этилацетат), 1-окси-2-нафтойной кислоты и н-про — пилгаллата. Последние два вещества являются стабилизаторами.

Клеевые соединения на клеях FPL-881 и FPL-878 характери­зуются высокой прочностью при высоких температурах, однако при длительном воздействии повышенных температур происходит снижение прочности. После старения при 232 °С в течение 200 ч разрушающее напряжение при сдвиге клеевого соединения стали на клее FPL-878 при 26 °С составляет 92 кгс/см2. Наиболее под­вержены старению клеевые соединения нержавеющей стали.

Клей Эпон 4221 состоит из эпоксидной смолы с молекулярным весом 1000 (100 вес. ч.), фенолоформальдегидной смолы (49 вес. ч.), алюминиевой пудры (149 вес. ч.), дициандиамида (9 вес. ч.) и стабилизатора. Ниже приведена зависимость прочно­сти клеевых соединений алюминиевого сплава 24 ST-3 на клее Эпон 4221 от температуры испытания:

Температура испытания, °С . . —58 21 159 204 260 Разрушающее напряжение при сдвиге, кгс/см2 . 162 162 134 134 105

Клей НТ-424 содержит наполнитель — алюминиевую пудру, а также окислы мышьяка, повышающие термостабильность клее­вых соединений. Клей сохраняет удовлетворительную прочность при 400 °С (рис. 1.47).

Клей ЭПОН 1031. Для модификации эпоксидных клеевых смол предложены также фенолоформальдегидные новолачные смолы с добавками гексаметилентетрамина [91]. Повышенной теплостой­костью (до 260 °С) обладает клей Эпон 1031 на основе эпоксидной смолы, полученной взаимодействием новолачной смолы с эпихлор-
гидрином. Он отверждается в присутствии различных отвердите­лей в течение 30 мин при 170°С. Прочность клеевых соединений зависит от природы и количества отвердителя. Лучшие результаты достигаются при использовании 2,6-диаминопиридина и диамино — дифенилсульфона.

После старения при 260 °С в течение 200 ч прочность клеевых соединений стали на клее Эпон 1031 с диаминодифенилсульфоном в качестве отвердителя снижается на 10%. Введение 30% поливи­нилформаля в клей Эпон 1031 с дициандиамидом в качестве отвер­дителя приводит к повышению прочности клеевых соединений при 260 °С. В качестве наполнителя рекомендуется алюминиевый по­рошок.

Клеи Метлбонд 311 и SC-1033 представляют собой композиции на основе фенолоформальдегидной и эпоксидной смол. Клей Метл­бонд 311 содержит также алюминиевую пудру и пятиокись мышь­яка (которая, по-видимому, препятствует окислительным процес­сам, протекающим при формировании и эксплуатации клеевых со­единений при высоких температурах). Данные о прочности клеевых соединений стали на клеях SC-1033 и Метлбонд 311 при высоких температурах приведены ниже:

Температура, °С…………………………. 20 320 370 540

Продолжительность нагрева­ния, мин — 10 192 ч 10 60 10 60

Разрушающее напряжение при сдвиге, кгс/см2

SC-1033 195 — — 68 99 71 33

Метлбонд 311 112 85 53 22 33 18 17(480 °С)

Эпоксиноволачные смолы получаются при совместном нагрева­нии эпоксидных и новолачных смол. Клеи на их основе обладают высокой адгезией к большому числу различных материалов [156]. При отверждении эпоксиноволачных смол при температурах до 200 °С эпоксидные группы взаимодействуют с фенольными гидр — оксилами с образованием стойких к деструкции и гидролизу про­стых эфирных связей [157]. При более высоких температурах про-

Ю*
исходит конденсация гидроксильных групп, сопровождающаяся сни­жением адгезии [158], при температурах выше 300 °С происходит термическая деструкция материала, и прочность клеевых соедине­ний резко падает.

Эпоксиноволачные клеевые смолы могут быть использованы как без растворителя в виде порошков и прутков, так и в виде рас­творов. Клеи отверждаются при 160—200 °С и давлении 1 кгс/см2 В течение 15,0—4,5 ч. Введение в композицию 0,5 вес. % дициан — диамида позволяет проводить отверждение при 120 °С в течение 20 ч. Добавка 0,1 вес. % триэтаноламина дает возможность сни­зить продолжительность отверждения при 160 °С до 3 ч и при

Рис. 1.49. Зависимость прочности при сплава на эпоксиноволачных клеях от

Сдвиге клеевых соединений алюминиевого продолжительности старения при 180 (1), 200 (2), 300 (3) и 350 °С (4).

120°С —до 8 ч. При увеличении содержания триэтаноламина до 0,5 вес. % полное отверждение достигается при 140 °С в течение 1 ч. Данные о прочности при сдвиге клеевых соединений дуралю­мина на эпоксиноволачных клеях при различных температурах ис­пытания и при старении приведены на рис. 1.48 и 1.49.

Эпоксиноволачные смолы могут быть модифицированы поли — винилбутиралем, карбоксилсодержащим каучуком (СКН-26-1 А) и фторопластом. Растворы модифицированных смол могут приме­няться для склеивания металлов и других материалов при 120— 180 °С. Прочность композиции, содержащей поливинилбутираль, превосходит прочность клеевых соединений на клее БФ [159]. На основе эпоксиноволачных смол может быть получен клей, стойкий к термическому старению при температурах до 300 °С [159].

Эпоксиноволачная композиция, .содержащая хромат цинка в качестве агента, повышающего стойкость системы к действию ат­мосферных факторов (5—16 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы), отверди­теля, например амина (3—20 вес. ч.), флексибилизатора, напри­мер полисульфида (1—1,5 вес. ч.), и наполнителя — порошок слю­ды (20—35 вес. ч.), предложена для склеивания алюминиевых сплавов [160].

Известны и другие способы получения модифицированных эпоксиноволачных композиций [161].