Епоксидний клей холодного отвердження

Пропонований винахід відноситься до хімії полімерів, зокрема до епоксидних клейових композицій холодного ствердження - тепло-, водостійких, удароміцних, з підвищеними деформаційними та адгезійними характеристиками. Епоксидний клей призначається для використання в авіаційній, ракетній та інших галузях промисловості для склеювання і герметизації різноманітних субстратів (металів, скла, полімерів та ін.). Відомі епоксидні клеї холодного затвердження [1, 2, 3] на основі епоксидних смол, амінних отверджувачів, модифікаторів та спецдодатків, відзначаються підвищеною адгезією до різних матеріалів, водостійкістю, але низькі деформаційні характеристики і невисока теплостійкість значно стримують їх використання. Клейові композиції [4, 5], які містять продукт взаємодії епоксидної діанової смоли і низькомолекулярного карбоксильованого каучуку, амінного отверджувача і наповнювача, мають підвищені когезійні та адгезійні характеристики, тепло-, водостійкі, але їх недоліком є низька ударна міцність (ударний зсув не перевищує 10 см). Прототипом клею, який заявляють, є епоксидний клей холодного ствердження [6], що містить епоксидну діанову смолу; амінний отверджувач (поліетиленполіамін), і/або рідку алюмофосфатну зв'язку чи їх суміш; і/або наповнювач при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: - епоксидна смола 80-93 - амінний отверджувач 7-10 - рідка алюмофосфатна зв'язка 7-20 - наповнювач 5-20 Прототип відзначається підвищеною адгезійною міцністю (міцність при рівномірному відриві s p.в. , досягає 45 МПа), водо-, хімстійкістю, здатністю склеювати металічні сплави, теплоізоляційні матеріали, дерево, скло та ін. Суттєвими недоліками відомого об'єкту є: - підвищена крихкість; - низькі ударні і деформаційні характеристики; - понижена теплостійкість. Метою пропонованого винаходу є підвищення ударних і деформаційних характеристик при збереженні величини адгезійної міцності, водо- і хімстійкосіі. Мета досягається використанням у складі відомого епоксидного клею холодного ствердження, який містить епоксидну смолу, отверджувач і/або наповнювач, ароматичного олігосульфону (ОСФ) з кінцевими карбоксильними групами загальної формули: HOOC-CH2 O CH3 O CH3 C S O O CH3 O n O CH2-COOH C CH3 де n = 3 (Б-3-К), 6 (Б-6-К), 10 (Б-10-К); при наступному співвідношенні компонентів, мас ч.: - епоксидна смола 28-36 - отверджувач за стехіометрією - наповнювач 5-20 - ОСФ 10-15 Причому в якості епоксидної смоли може використовуватися смола епоксидна діанова марки ЕД-20 (ГОСТ 10587-84), отверджувача - поліетиленполіамін ПЕПА (ТУ 2413-357-00203447-99) або смола поліамідна ПО-300 (ТУ 2224-09205034239-96), наповнювача - двоокис титану (ГОСТ 9808-84), крейда хімічно осаджена (ГОСТ 825379), кварц мелений пиловидний (ГОСТ 9077-82). Ароматичний олігосульфон з кінцевими карбоксильними групами є продукт конденсації дифенілолпропану, дихлордифенілсульфону і монохлороцтової кислоти, формула якого проиведена вище, з молекулярною масою 1200, 2500, 4700 од. (відповідно, Б-З-К, К-6-К. Б-10-К), температурою розм’якшення 150, 160, 178°С відповідно. Спосіб одержання ароматичного олігосульфону, схожого по хімічній будові на той, що використовується (тільки з кінцевими фенольними групами), описаний в [7]. Таким чином, епоксидний клей холодного ствердження, що заявляється, відрізняється від відомого кількісним співвідношенням компонентів і містить в складі нову сполуку, що дає можливість вирішити поставлену мету винаходу. Приготування композицій Композиції за прикладами №№ 1-6 (рецептури табл. 1) готують наступним чином: в склянку (скляну, фарфорову) зі смолою додають необхідну кількість олігосульфону, вміст склянки нагрівають до 110-120°С і старанно перемішують, потім охолоджують до(20±5)°С, додають отверджувач, наповнювач і перемішують. Властивості композицій, що заявляються, і прототипу приведені в табл. 2. Режим затвердження композицій: (20±5)°С/7 діб. Результати випробувань, що приведені в табл. 2, свідча ть про те, що клей, який заявляється, перевищує відомий за величиною ударної міцності (ударний зсув, Н) в 10, деформаційних ( s p і e p ) характеристик - в 3-4; 610 разів, відповідно; за теплостійкістю ( s р.в. і t зсв при 150°С) - в ~ 3 рази. Крім того, об'єкт, який заявляється, не поступається відомому за адгезійною міцністю ( s р.в. і t зсв при 20°С). Епоксидний клей холодного ствердження, який заявляється, рекомендований до використання в якості клею, герметику на об'єктах авіаційної, ракетної промисловості. Таблиця 1. Склад композицій Рецептура 1 2 За прикладами, №№, мас. ч. 3 4 5 6 Прототип 1. Смола ЕД-20 2. Отверджувачі: ПЕПА ПО-300 3. Наповнювачі: кварц мелений двоокис титану крейда х/о 4 Олігосульфони: Б-З-К Б-6-К Б-10-К 100 100 100 100 100 100 80-93 10 54 10 54 10 10 7-20 15 5 10 10 5-20 10 12 15 12 12 12 Таблиця 2. Властивості композицій Властивості 1.Міцність при розтягуванні, * s p , МПа 2.Деформація при розриві, * ep , % 3.Ударний зсув, Н**, см Міцність при рівномірному відриві, s р.в. , МПа, (ГОСТ 14760. 69), при t, °С 20 150 Міцність при зсуві, t зсв , МПа, (ГОСТ 14759-69), при t, °С 20 150 За прикладами, №№, мас. ч. 3 4 5 2 40 42 39 41 45 38 10-18 20 12 14 21 13 22 2-3 52 49 49 48 53 54 3-5 30,0 6.8 46,0 7,1 42,0 7,0 31,4 6,9 44,0 7,0 43,0 7,2 29-45 2,1-3,0 24,8 5,9 25,0 6,1 24,0 6,0 20,9 6,3 22,0 6,0 25,0 6,2 8-10 2,0-3,0 Примітки: *) визначали в плівкових зразках на динамометрі типу Поляні; **) методика описана в журналі «Пласт, массы», 1984, № 11, с 22-23. Список використаної літератури: 1. А. с. СССР № 590976, С 09 3/16. 2. Кардашов Д.А. Эпоксидные клеи. - М: « Химия», 1973. - С. 77–83. 3. Каталог-справочник. Эпоксидные смолы и материалы. - Черкассы, 1973 – С. 25. 4. Пат. РФ № 2076130, 27.03.97. Бюл. № 9. 5. А.С. СССР № 1571056, С 09 163/00, 1999. 6. Пат. України №; 55892, кл. С 09 163/10, 15.04.2003. Бюл. № 4, 2003 – прототип. 7. Англ. патент № 1286673, кл. С 2С, 1972. 6 Прототип 1