Клей-герметик

Изобретение относится к области получения новых композиционных материалов, конкретно - к клеямгерметикам, которые могут найти применение при ремонте работающего маслонаполненного оборудования для устранения течи масел, а также для герметизации сварных швов металлических конструкций и фланцевых соединений. Композиция также может быть применена и при склеивании стекла, резины, керамики. Известна композиция, включающая эпоксидную смолу, бутадиенакрилонитрильный каучук, бромированный хлоропреновый каучук, полиамидный отвердитель (А.с. СССР №789557, кл. C09J3/16, 1980). Однако эта композиция сложна по составу, имеет сложную технологию нанесения, характеризуется незначительной прочностью (до 27МПа) и длительным временем отверждения при температуре 20°C (24 часа). Такими же недостатками обладает и аналогичная по составу эпоксидно-каучуковая композиция, предложенная в (А.с. СССР №1118658, кл. C09J3/16, C08L63/02, 1984). Известен ряд высокопрочных клеев марок VII - 5 - 230 - УП-5 - 233 (Эпоксидные смолы и полимерные материалы на их основе: кат. / Под ред. И.М. Шологона - Черкассы: НИИТЭХИМ, 1989. - 56с.; Зайцев Ю.С., Кочергин Ю.С., Пактер М.К., Кучер Р.В. Эпоксидные олигомеры и клеевые композиции. Наук. думка, 1990. 198с.) на основе модифицированных жидкими каучуками эпоксидных полимеров, обеспечивающих работоспособность клеевых изделий в интервале температур от -60 до 120°C. Однако время их полного отверждения составляет около 7 суток. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является клеевая композиция УП-5 - 233-IP (ТУ 6 - 05 - 241 - 414 - 85) для ремонта горно-шахтного оборудования на основе эпоксидно-диановой смолы марки ЭД-20, модифицированной жидким бутадиеновым каучуком СКДКТР и отвержденной диэтилентриаминометилфенолом (УП-583) (Кочергин Ю.С., Кулик Т.А., Манец И.Г. и др. Эпоксидный клей для ремонта горно-шахтного оборудования // Пласт. массы. - 1987. - №5. - С.47 - 49). Недостатками известной композиции являются: сравнительно низкая скорость набора прочности (время полного отверждения клея при 20°C составляет 6 - 12ч); невысокая теплостойкость клея (температура эксплуатации клеевых соединений до 125°C). Задачей изобретения является получение клея-герметика, отличающегося большей скоростью отверждения, устойчивостью к повышенным температурам без потери при этом адгезионной прочности к замасленным металлическим поверхностям. Техническая задача достигается тем, что предлагаемый клей-герметик содержит в качестве эпоксидной смолы диглицидиловые эфиры тетрабромдифенилолпропана, циануровой и (или) 3метилтетрагидрофталевой кислот, а качестве каучуков: бутадиеновый СКД-КТР или бутадиен-нитрильный СКН-10-КТР, аминный отвердитель, дополнительно включает наполнитель и катализатор отверждения при следующем соотношении компонентов, мас.% (табл.1): Эпоксидная смола 43 - 58 Каучук 20 - 36 Отвердитель 8 - 15 Наполнитель 10 - 12 Катализатор отверждения 1-2 Технический эффект предлагаемого изобретения состоит в том, что разработанный герметик является быстроотверждающимся и может быть рекомендован для устранения течи масла, герметизации сварных швов и фланцевых соединений. Сравнение с прототипом позволяет установить, что заявляемое техническое решение отличается от известного введением вместо эпоксидной смолы ЭД-20 диглицидиловых эфиров тетрабромдифенилолпропана, циануровой и(или) 3-метилтетрагидрофталевой кислот, что соответствует критерию "новизна" для данного технического решения. Введение в композицию в качестве эпоксидных смол вышеназванных диглицидиловых эфиров позволяет значительно уменьшить время отверждения и увеличить прочностные показатели, а также устойчивость к повышению температуры. Приведенные в табл.2 и 3 данные иллюстрируют физикохимические преимущества заявляемых композиций по сравнению с композицией-прототипом: сокращение времени отверждения (1,5 - 2,5 часа при 20°C против 6 - 12 часов); повышение термических свойств (сохранение прочности клеевого соединения после термостарения в течение 5 часов при 200°C против предельной температуры эксплуатации прототипа при 125°C); увеличение прочностных показателей (46 - 62МПа по сравнению с 41 - 42МПа). Предлагаемые эпоксикаучуковые композиции, благодаря использованию эпоксидных смол повышенной реакционной способности, являются быстроотверждающимися, а клеи на их основе обеспечивают достаточную прочность соединений при нанесении их как на сухую, так и на предварительно обработанную трансформаторным маслом ТП-22 поверхность (табл.2). Предлагаемые клеи-герметики обладают также сравнительно высокой термической стойкостью - наблюдается сохранение, а в некоторых случаях и увеличение прочности клеевых соединений после термостарения в течение 5 часов при 200°C (табл.3). Жизнеспособность предлагаемых клеев-герметиков, составляющая 7 - 30мин, является оптимальной для герметизации оборудования, заполненного маслом. Таким образом, клеевые герметизирующие композиции 1 4 (табл.1) являются быстроотверждающимися, обладают хорошей маслостойкостью, характеризуются высокими прочностными и термическими показателями, значительно превышающие таковые для прототипа. По этим показателям заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". Предлагаемый клей был испытан при устранении масляных течей на трансформаторах Хмельницкой АЭС, которые в рабочем режиме нагреваются до температуры 60 - 70°C. Время отверждения при данной температуре составляет 8 - 10мин, при этом композиция достигает прочности, достаточной для сдерживания давления масла. Ниже приведены примеры конкретного осуществления изобретения. Пример 1. Смесь, состоящую из 450г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты и 340г каучука СКН-10-КТР, выдерживают при 160 - 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 100г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп составляет 10 - 11%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 40Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 100г отвердителя УП583 и 10г катализатора отверждения УП-606/2. Пример 2. Смесь, состоящую из 250г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты, 180г диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана и 360г каучука СКН-10-КТР, выдерживают при 160 - 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 100г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп - 9,6 - 10%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 45Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 100г отвердителя УП583 и 10г катализатора отверждения УП-606/2. Пример 3. Смесь, состоящую из 250г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты, 180г диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана и 360г каучука СКД-КТР, выдерживают при 160 - 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 100г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп составляет 10,6 11%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 46Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 100г отвердителя УП583 и 10г катализатора отверждения УП-606/2. Пример 4. Смесь, состоящую из 250г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты, 180г диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана и 310г каучука СКД-КТР, выдерживают при 160 - 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 100г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп составляет 10,0 10,5%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 46Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 150г отвердителя УП583 и 10г катализатора отверждения УП-606/2. Пример 5. Смесь, состоящую из 250г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты, 180г диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана и 310г каучука СКД-КТР, выдерживают при 160 - 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 120г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп составляет 10,0 10,5%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 46Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 130г отвердителя УП583 и 10г катализатора отверждения УП-606/2. Пример 6. Смесь, состоящую из 290г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты, 290г диглицидилового эфира циануровой кислоты и 220г каучука СКН-10-КТР, выдерживают при 160 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 100г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп составляет 11 12%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 48Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 100г отвердителя УП583. Пример 7. Смесь, состоящую из 290г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты, 290г диглицидилового эфира циануровой кислоты и 200г каучука СКН-10-КТР, выдерживают при 160 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 100г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп составляет 11 12%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 53Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 100г отвердителя УП583 и 20г катализатора отверждения УП-606/2. Пример 8. Смесь, состоящую из 290г диглицидилового эфира 3-метилтетрагидрофталевой кислоты 290г диглицидилового эфира циануровой кислоты и 200г каучука СКН-10-КТР, выдерживают при 160 170°C при интенсивном перемешивании в течение 2 - х часов. Продукт охлаждают до 50°C и при перемешивании вносят 120г аэросила А-300 до получения однородной массы. Полученный клей-герметик представляет собой вязкую светло-коричневую массу. Массовая доля эпоксидных групп составляет 11 12%, массовая доля летучих веществ не более 1%, динамическая вязкость при температуре 25°C 53Па × с. Перед употреблением клея в полученную смолу добавляют при перемешивании 80г отвердителя УП583 и 20г катализатора отверждения УП-606/2. Технология отверждения и нанесения композиции следующая. Перед употреблением клея при перемешивании прибавляют определенное количество отвердителя. После получения однородной массы клей наносят шпателем на поврежденную поверхность оборудования. При этом не требуется тщательная очистка и обезжиривание склеиваемой поверхности. К преимуществам данного клея, облегчающим работу с ним в полевых условиях, относится возможность варьирования количества (от 8 до 15%) и природы отвердителя без значительного изменения при этом прочностных и термических характеристик клея. Для получения быстроотверждаемых композиций рекомендуется кроме отвердителя добавлять катализатор отверждения УП-606/2. Аналогично получают и отверждают композиции 2 - 4, состав и свойства которых приведены в табл.1 - 3. Там же указан и режим отверждения предлагаемых композиций. Прочность клеевых соединений при равномерном отрыве (sp, МПа) при комнатной температуре и после термостарения в течение 5 часов при определенной температуре определяли по ГОСТ 25.601 - 80.