Лако-красочные материалы — производство

Полибензимидазольные клеи —это одни из самых теплостой­ких клеев на основе органических полимеров. Полибензимидазолы получают из ароматических тетраминов и дифениловых эфиров дикарбоновых кислот. Они растворимы в сильнополярных раство­рителях, например в диметилсульфоксиде. Полибензимидазолы термостойки в отсутствие кислорода воздуха и обладают исключи­тельно высокой адгезией к металлам и некоторым другим мате­риалам [87, 88]. Термостабильность полибензимидазолов состав­ляет 1000 ч при 260 °С; в течение короткого времени (15 мин) они выдерживают нагревание до 540 °С.

Особенностью клеев на основе полибензимидазолов является их хорошая стойкость к воздействию влажного воздуха, тропиче­ского климата, агрессивных топлив и высокая прочность при крио­генных температурах. К недостаткам полибензимидазольных клеев относится их очень низкая стойкость к нагреванию на воздухе при температурах выше 288 °С и высокая температура отвержде­ния при больших давлениях. Клеи на основе полибензимидазолов выпускаются в жидком виде и в виде пленок.

Клей ПБИ-1К — отечественный жидкий полибензимидазольный клей [89, 103]. При склеивании стали ЗОХГСА клей наносят в два слоя; после нанесения первого слоя необходима открытая выдерж­ка при комнатной температуре в течение 20 мин, после нанесения второго слоя дают выдержку сначала при 20 °С (20 мин), затем при 100°С (30 мин) и при 170°С (60 мин). Клей отверждается при 320 °С в течение 1 ч под давлением 8 кгс/см2.

Клеевые соединения на клее ПБИ-1К имеют высокую проч­ность при сдвиге при температурах до 300 °С (рис. II.3). Проч­ность клеевых соединений при неравномерном отрыве при 20 и 300 °С составляет соответственно 17 и 20 кгс/см. Клеевые соедине­ния выдерживают старение при 300 СС в течение 200 ч (рис. II.4), а при 250 °С — в течение 1500 ч; при этом прочность склеивания снижается на 40%. Данные об усталостной и длительной прочно­сти клеевых соединений на клее ПБИ-1К приведены в табл. 11.10.

Клей Имидайт 850 (фирма «Narmco», США) представляет со­бой 34—35%-ный раствор смолы Имидайт 2321 в пиридине. Клей рекомендуется для склеивания стали, титановых и алюминиевых

Сплавов, бериллия в изделиях авиационной, ракетной и космиче­ской техники. В космических конструкциях его используют также для склеивания оптических стекол.

Технология склеивания предусматривает открытую выдержку клеевого слоя в течение 90 мин при 92 °С. Для отверждения клея изделия помещают в пресс, нагретый до 223 °С, и выдерживают под давлением 13 кгс/см2 сначала при постепенном подъеме тем­пературы до 315°С (в течение 20 мин), а затем при этой темпе­ратуре в течение 1 ч. Изделия охлаждают под давлением до 92 °С. Последующий этап отверждения производится в атмосфере азота при 400 °С в течение 1 ч. Описаны механические и химические методы обработки поверхности склеиваемых клеем Имидайт 850 металлов в целях упрощения технологии склеивания [87].

* Образец не разрушился

Показатели прочности клеевых соединений металлов на клее Имидайт 850 и результаты испытаний их в процессе старения при­ведены на рис. II.5—II.8. Клеевые соединения стойки к действию воды, влажного воздуха, минерального масла (табл. 11.11).

При склеивании сотовых конструкций из нержавеющей стали клеем Имидайт 850 изделия помещают в пресс, нагретый до 150 °С, и выдерживают под давлением 1,7 кгс/см2 сначала при 150 °С в течение 1 ч, затем также в течение 1 ч последовательно при 205, 260 и 315 °С. Охлаждение до 92 °С производят под дав­лением. Окончательное отверждение осуществляется в атмосфере азота при 400 °С в течение 1 ч.

Композиции на основе полимера AFA-121 (из 3,3-диаминоди — бензидина и смеси дифенилизотерефталатов), содержащие алюми­ниевую пудру и мышьяковистые соединения, исследовались в ка­честве клеев для нержавеющей стали и титана, поверхность кото­рого была предварительно обработана в фосфатной ванне. В каче-

Рис. II.6. Усталостная прочность клеевых соединений нержавеющей стали на

Клее Имидайт 850 при различных температурах.

Стве растворителя применяли пиридин. Режим отверждения — 9 ч при 315 °С и давлении 13 кгс/см2.

Прочностные характеристики клеевых композиций на основе клея AFA-121 (рис. II.9 и II.10) свидетельствуют о некоторых его преимуществах перед клеем Имидайт 850. Данные о прочности

Сотовых конструкций, склеенных клеем AFA-121, приведены на рис. ii. ll и 11.12. Старение клеевых соединений сотовых конст­рукций из нержавеющей стали на клее AFA-121 при 372 °С в те­чение 24 ч приводит к снижению прочности при отрыве примерно

Рис. 11.12. Зависимость прочности при равномерном отрыве клеевых соединений сот с обшивкой из нержавеющей стали иа клее AFA-121 от продолжительности

Старения при 315°С.

На 50% (3,4 кгс/см2 при 372°С вместо 7,7 кгс/см2 до старения).

Известны полибензимидазольные клеи, обеспечивающие проч­ность склеивания 350—420 кгс/см2 [90]. Описаны пригодные для изготовления клеев полиамидобензимидазолы, получаемые взаи­модействием дифениловых и трифениловых эфиров ароматических ди- и трикарбоновых кислот с диаминами и тетраминами в инерт­ной среде [91], и другие [92, 93, 95].

Для склеивания бериллия предложена полибензимидазольная композиция, содержащая алюминиевый порошок, сернистые соеди­нения мышьяка, стеклянное волокно и коллоидную двуокись крем­ния или полые стеклянные микросферы [94].

Описан обладающий адгезионными свойствами кремнийсодер — жащий полибензимидазол, получаемый поликонденсацией 3,3-ди — аминобензидина с бис(п-карбопентанхлорфеноксифенил)дифенил — силаном. Полимер обладает высокой термостойкостью, хорошо растворяется в диметилформамиде, диметилацетамиде и пириди­не [96].