Лако-красочные материалы — производство

Для отверждения клеевых эпоксидных композиций при 60— 120 °С предложено применять аддукт олигоэфиракрилата МГФ-9 и ж-фенилендиамина. Отвердитель представляет собой жидкость черного цвета [182] с вязкостью 600—800 сСт (при 25 °С) и со­держанием азота 11—12%. Вводится в количестве 35—50 вес. ч. на 100 вес. ч. эпоксидной смолы (с молекулярным весом около 400). Клеевые композиции характеризуются большой жизнеспо­собностью, максимальная рабочая температура 120 °С.

Интересны отвердители (являющиеся одновременно и пласти­фикаторами) на основе аддуктов тунгового масла и малеинового ангидрида [183].

Пониженной токсичностью обладают отвердители, представляю­щие собой продукты взаимодействия полиаминов с окисью этиле­на или пропилена [184].

В качестве отвердителей предложено также использовать три — этаноламиноборат [185] и хелатные соединения [86, 186]. Компо­зиция, состоящая из 80—98 вес. ч. эпоксидной смолы и 2—20 вес. ч. хелата цинка, может храниться в течение года и отверждается в течение нескольких минут при 150—250 °С.

В качестве отвердителей могут быть использованы аминоформ — альдегидные смолы. Соотношения компонентов устанавливаются эмпирически; обычно вводят 20—30% карбамидоформальдегидной •смолы (от массы всей композиции) [110].

Предложено [187] применять в качестве отвердителя клеевых эпоксидных смол а, р-дипиперидин, являющийся нетоксичным ве­ществом. Жизнеспособность композиции при 18 °С ■— более 100 ч. Ниже приведены данные о свойствах клеевой композиции, содер­жащей 100 вес. ч. смолы ЭД-16, 15 вес. ч. дибутилфталата и раз-

Отвердителями эпоксидных клеевых систем могут служить ди — азобициклоалкены или их соли. Продолжительность отверждения при 80 °С при использовании этих отвердителей сокращается при­мерно в 6 раз [188]. Отвердителями эпоксидных смол могут быть также полиэфиры (например, малеинаты) с концевыми карбоксиль­ными группами [189].

Представляет интерес клей ВК-7 — композиция [113], в состав которой входит эпоксидная смола, содержащая триазиновые коль­ца. Теплостойкость клея достигает 250 °С. Клей содержит отвер­дитель, наполнитель и растворитель. Он применяется в клеевых и клеесварных соединениях стали, алюминиевых и титановых спла­вов. При склеивании требуется открытая выдержка в течение 24 ч при 20 °С и 2 ч при 60 °С и давлении 0,5—1 кгс/см2. Выдержка под давлением может производиться по одному из следующих режимов:

205+5 °С……………………………………. 1ч 155±5 еС……………………………… 5 ч

185±5 °С…………………………………… 2 ч 125+5 °С…………………………….. 12 ч

Клеевые соединения дуралюмина при напряжении сдвига 50 кгс/см2 выдерживают при 20 °С без разрушения 180 ч, при 250 °С и напряжении 35 кгс/см2 —36 ч. При 20, 230 и 250 °С и напряжении сдвига 60, 35 и 30 кгс/см2 соответственно клеевые со­единения на клее ВК-7 выдерживают без разрушения 106 циклов. Прочность клеевых соединений дуралюмина существенно не из­меняется после действия воды в течение 30 сут.

При изготовлении клеесварных конструкций нашел широкое применение отечественный эпоксидно-полисульфидный клей К-4С, отверждающийсЯ при 125 °С в течение 3 ч [200, 201].

Разработан эпоксидный клей-герметик марки УП-5-149-2 для внутришовной и поверхностной герметизации заклепочных и бол­товых соединений с термостабильностью до 180 °С. Отверждение клея-герметика рекомендуется проводить при 120 °С в течение 6 ч. Прочность клеевых соединений стали при сдвиге при 20 °С состав­ляет 100—130 кгс/см2, при 150 °С— 40 кгс/см2 [105].

На основе олигодиенэпоксида разработана клеящая компози­ция горячего отверждения, содержащая сажу и аэросил. Продол­жительность отверждения при 120 °С — 2—4 ч. Жизнеспособность при 20 °С —около 2 мес. [134].

Карбоксилсодержащие каучуки, в частности каучук СКН-26-1, применяют для модификаций эпоксидных смол с целью создания клеевых композиций повышенной прочности [94, 202, 203].

Клей Резивелд 7007 на основе модифицированной эпоксидной смолы, применяется для склеивания при нагревании необезжирен — ных стальных деталей. Разрушающее напряжение при сдвиге [204] клеевых соединений при 20 °С составляет 210 кгс/см2.

Модифицированный каучуком эпоксидный клей AF-126 отверж­дается при 110—120 °С и давлении 0,7—3,5 кгс/см2. Применяется для склеивания металлов и неметаллических сотовых панелей, в частности в лопастях вертолетов [205]. Рабочие температуры клея от —60 до 120 °С. Прочность при сдвиге клеевых соединений на клее AF-126 характеризуется следующими данными:

Температура, ° С. . . 55 20 82 120 Разрушающее напряже­ние при сдвиге, кгс/см2 400 30,2 224 65

Клей ЕС-2186 — однокомпонентная композиция для склеивания алюминиевого сплава при 180 °С в течение 1 ч. Разрушающее на­пряжение при сдвиге при 20 °С составляет 350—420 кгс/см2, при 80 °С — 335—405 кгс/см2. Клеевые соединения стойки к ударным нагрузкам [206].

Клей А-7000 — термостойкий эпоксидный клей. Прочность при сдвиге клеевого соединения внахлестку при 177°С составляет 140 кгс/см2 (в некоторых случаях прочность достигает 245 кгс/см2). Клей отверждается в течение 2 ч при 177 °С.

Клей Гра-Бонд 2108 — двухкомпонентный эпоксидный клей, об­разующий прочные клеевые соединения, стойкие к действию хими­ческих реагентов [208]. Клей предназначен для склеивания метал­лов, керамики, стеклопластиков и других материалов. Клеевые со­единения выдерживают температуры до 250 °С. Они приобретают оптимальные свойства после отверждения в течение 20 мин при 150 °С и последующей выдержке при 205 °С в течение 2 ч.

Клей Эпоксилайт 5524 (фирма «Shell») применяется для склеи­вания теплозащитных слоистых материалов. Он отверждается при 177—204 °С и контактном давлении, обладает стойкостью к дей­ствию влаги и химических реагентов. Разрушающее напряжение при сдвиге соединения внахлестку на клее Эпоксилайт 5524 после выдержки в течение 5 мин при 315 °С составляет [209] 80 кгс/см2, после выдержки в течение 1 мин при 370 °С — 42 кгс/см2.

Клей Хемгрип НТ (фирма «Hemplast») применяется для склеи­вания тефлона. Прочность клеевых соединений не изменяется при длительном воздействии температур до 260 °С и кратковремен­ном— до 430 °С. Клеевые соединения характеризуются такой же стойкостью к действию химических реагентов, как и тефлон. Тем­пература отверждения клея Хемгрип НТ —120 °С, прочность при сдвиге [210] клеевых соединений при комнатной температуре со­ставляет 126 кгс/см2.

Клей Аэробонд 2143 (фирма «Adhesive Engineering») [211] — теплостойкий пастообразный эпоксидный клей с металлическим наполнителем. Клеевые соединения выдерживают длительное воз­действие температуры до 177 °С и кратковременное — до 260 °С. Клей применяется в космонавтике и электронике.

Клей, содержащий 78,2 вес. % эпоксидной смолы Ун оке 201, 19,2 вес. % малеинового ангидрида и 2,6 вес. % триметилолпропа — на [212], отверждается при 200 °С. В качестве наполнителей для этого клея используют алюминиевый порошок, окись алюминия и трехокись сурьмы. Наибольшей теплостойкостью характеризуется композиция, содержащая трехокись сурьмы. Разрушающее напря­жение при сдвиге клеевого соединения на этом клее составляет 51 кгс/см2 при 207 °С.

Эпоксидный клей с длительной жизнеспособностью, отверждаю — щийся при 86 °С в течение 90 мин и обладающий жизнеспособно­стью 5—10 сут при 32 °С и 2—4 недели при 24 °С, состоит из 100 вес. ч. эпоксидной смолы и 1—20 вес. ч. отверждающего аген­та, в состав которого входит производное карбамида. В качестве ускорителя могут быть использованы: дициандиамид, гидразид стеариновой кислоты, амид янтарной кислоты, цианацетамид [213].

Описана быстроотверждающаяся композиция, содержащая про­дукты взаимодействия акриловой кислоты с эпоксисоединениями и фотосенсибилизаторы (антрахинон-2,4-динитротолуол, 5-нитроса — лицилальдегид) [214].

Фирмой «Shell» разработана [215] огнестойкая композиция Эпон 1045-А-80. Известны эпоксидные клеи для склеивания алю­миниевой фольги и соединения пленок из термопластов [216], которые могут эксплуатироваться при температурах —195 и —252 °С.

Ненасыщенные соединения, содержащие эпоксигруппы, напри­мер глицидилдиаллиловый эфир, глицидилаллифталат, глицидил — метакрилат и их сополимеры, также могут быть использованы в качестве компонентов клеев [217].

Описаны эпоксидные клеевые композиции для изготовления слоистых материалов из тканей и пенополиуретанов и крепления резинотканевых изделий [218]. Известен жидкий клей для склеи­вания металлов на основе эпоксида, неопрена и фенолоальдегид — ной смолы [219].

Фирмой «Ciba» созданы эпоксидные клеи горячего отвержде­ния с улучшенными технологическими свойствами [220].

Описаны также клеящая композиция Эккобонд SF-40 для кос­мической техники [221], эпоксидные клеи, модифицированные по­лиамидами [222], клей для склеивания металлов с прочностью до 306 кгс/см2 при 20 °С на основе эпоксидно-полиамидной и феноль­ной смол и отвердителя [223], эпоксидные клеи для склеивания алюминиевых сплавов на основе модифицированной эпоксидно — фенольной композиции [224]. Эпоксидные клеи для склеивания де­рева, стекла, пластмасс, металлов и сотовых конструкций [225, 226], эпоксидный клей на основе смолы ЭД-20 для склеивания оптических изделий [227]. Фирмой «Furane Plastics Ins.» (США) разработан эпоксидный клей Эпибонд с теплостойкостью до 176 °С [228].

Прочность при сдвиге при 205 °С клеевого соединения алюми­ниевого сплава на эпоксидном клее марки ERL 0510 фирмы «BXL» (отвержденного в течение 1 ч при 175 °С)—около 140 кгс/см2

[229] .

Предложены клеи, представляющие собой эпоксидные смолы, модифицированные карбоксилсодержащим сополимером акрило — нитрила с бутадиеном. В состав композиции введен 1,5-диоксинаф — талин. В качестве катализаторов используют третичные амины, трифенилфосфен и галогениды фосфония. Прочность клеевых со­единений при сдвиге при 25 °С составляет 374 кгс/см2, при 121 °С — 228 кгс/см2. Отверждение производится при 121 °С в течение 1 ч

[230] .

На основе эпоксидных смол, содержащих в качестве модифи­катора алкиловые эфиры 2,4,6-триазинофосфиновой кислоты, соз­даны самозатухающие клеевые композиции. Отвердителями могут быть амины и ангидриды дикарбоновых кислот. Наполнителем может служить нитрит бора. Отверждение производится под дав­лением 0,8 кгс/см2 в течение 2 сут при 20 °С, затем—4 ч при 80 °С. Прочность клеевых соединений при сдвиге при 20, 200 и 300 °С соответственно 129, 120 и 60 кгс/см2 [231].

Описан эпоксидный клей с длительной жизнеспособностью (2—4 недели при 24 °С), отверждающийся при 86 °С в течение 90 мин. В качестве модификатора клей содержит производное карбамида. В качестве отвердителя рекомендованы амид янтарной кислоты, гидразид стеариновой кислоты, дициандиамид [232].

Предложен эпоксидный клей, содержащий продукт реакции акриловой кислоты с эпоксисоединениями и фотосенсибилизато­ры. Отверждение происходит при 125 °С в течение 2 ч [233].

Стойкий к действию воды, масел и некоторых растворителей клей горячего отверждения представляет собой композицию на основе эпоксидной смолы, полисульфида и других компонентов [234].

За рубежом разработаны клеи на основе диэпоксибутилкарбо — рана с прочностью при сдвиге 153 кгс/см2 при 260 °С. Клей пред­назначается для соединения сотовых панелей с обшивкой и за­полнителем из нержавеющей стали.

В литературе приведены свойства [235] термопластичных эпок­сидных клеев Нексус-1 и 9F-20, характеристики эпоксидных клеев, выпускаемых в ПНР и ЧССР [236], описаны новые эпоксидные клеи, стойкие к действию кислот и щелочей [237], приведены ре­зультаты исследования прочностных свойств эпоксидных компози­ций [238—242] и их теплостойкости [243].

С целью создания нетоксичных клеев с повышенной жизнеспо­собностью используется метод микрокапсулирования — временно­го изолирования высокодисперсных частиц в оболочки из инерт­ного материала с последующим взаимодействием всех составных частей композиции в процессе формирования клеевого соединения под воздействием давления, температуры и других факторов [244]. Применительно к эпоксидным клеевым системам известно микро — капсулирование некоторых ангидридов и аминных отвердителей (полиэтиленполиамина, триэтаноламина, диэтиланилина, метилен- дианилина и др.). Микрокапсулированные эпоксидные клеи ис­пользуются для склеивания металлов и неметаллических материа­лов, образуя соединения, близкие по свойствам к соединениям на обычных клеях [108, 243, 244].

Описана композиция на основе твердой эпоксидной смолы кап — сулированного ангидрида и третичного амина, отверждающаяся при 93 °С в течение 30 с; жизнеспособность клея 24—28 ч при комнатной температуре [246].