Спосіб одержання клейової композиції

1. Спосіб одержання клейової композиції синтезом форполімеру з кінцевими ізоціанатними групами при співвідношенні NCO до ОН груп рівному 2:1, на основі поліокситетраметиленгліколю (ПТМГ-1000 з молекулярною масою ММ=1000) та діізоціанату 2,4-2,6-толуїлендіізоціанату (ТДІ, суміш ізомерів 80/20 мас.%), взаємодією його з сумішшю епоксидних смол ЕД-20 та ДЕГ-1 при співвідношенні NCO:OH=1:2, реакційну суміш при перемішуванні витримують протягом 2-3 годин до повного зникнення ізоціанатних груп з утворенням поліефіруретанепоксиду з кінцевими епоксидними групами, затверджують введенням амінного отверджувача - діетилентриаміну (ДЕТА) при співвідношенні поліефіруретанепоксид : ДЕТА = 10:1, який відрізняється тим, що форполімер з кінцевими ізоціанатними групами синтезують з додаванням кремнійорганічного багатоатомного спирту КБС (ОП)1052 при співвідношенні ПТМГ-1000 та КБС (ОП)1052 рівному (0,92-0,998) : (0,002-0,08) та при співвідношенні NCO/OH груп рівному 2:1 до теоретично визначеного значення NCO-груп, продовженням синтезу введенням суміші епоксидних смол ЕД-20 та ДЕГ-1 при співвідношенні NCO/OH = 1:2, і додаванням амінного отверджувача - діетилентриаміну (ДЕТА). 2. Спосіб одержання клейової композиції за п.1, який відрізняється тим, що як кремнійорганічний багатоатомний спирт використовують продукт переетерифікації фенілтриетоксисилану простим олігоефіргліколем з оксипропіленовими блоками MM 1052 (КБС (ОП)1052) (з молекулярною масою ММ=3500) формули: Корисна модель відноситься до способу одержання клеючих речовин на основі високомолекулярних продуктів полімеризації та поліконденсації, які мають високу міцність клейових з'єднань при відриві і може бути використаний в радіотехніці, приладобудуванні та аерокосмічній промисловості. Відомий спосіб одержання клейової композиції [1] шляхом попереднього синтезу адукту на основі кремнійорганічного олігодіола і аліфатичного гексаметилендіізоціанату з подальшою взаємодією його з кремнійорганічним тріолом. Як каталізатор використовують діалкілдіацілат олова. Одержана клейова композиція характеризується високою швидкістю тверднення, але із-за низької життєздатності адукту на основі кремнійорганічного олігодіола і аліфатичного гексаметилендіізоціанату та використання летучого гексаметилендіізоціанату, робить її небезпечною і не технологічною при використанні. Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб одержання клейової композиції [2] шляхом попереднього синтезу форполімеру з кінцевими ізоціанатними групами на основі діізоціанату (ТДІ) [CH(CH3)CH2]n OH O [CH(CH3)CH2]n OH O [CH(CH3)CH2]n OH . (19) UA (11) n~18 49017 O Si U 2 (13) 1 3 49017 та поліокситетраметиленгліколю (ПТМГ-1000), до якого додають суміш епоксидних смол ЕД-20 та ДЕГ-1 і одержують поліефіруретанепоксид, до якого в подальшому додають твердник діетилентриамін при співвідношенні поліефіруретанепоксид:ДЕТА=10:1 і цільову домішку -амінопропілтриетоксисилан (АГМ-9). Клейова композиція не містить легких розчинників, твердне при (70±2)°С на протязі 2-3 годин. Недоліком цієї композиції є недостатньо висока адгезійна міцність до металевих поверхонь і невелика стійкість в агресивних середовищах. Завдання корисної моделі - створення способу одержання клейової композиції, що забезпечує високу адгезійну міцність до металевих поверхонь та підвищення стійкості в агресивних середовищах. Поставлене завдання вирішується тим, що за способом одержання клейової композиції проводять синтез форполімеру з кінцевими ізоціанатними групами при співвідношенні NCO до ОН груп рівному 2:1, на основі поліокситетраметиленгліколю (ПТМГ-1000 з молекулярною масою ММ=1000) та діїзоціанату 2,4-2,6-толуїлендіізоціанату (ТДІ, суміш ізомерів 80/20мас.%), до форполімеру додають суміш епоксидних смол ЕД-20 та ДЕГ-1 при співвідношенні NCO:OH=1:2, реакційну суміш при перемішуванні витримують протягом 2-3 годин до повного зникнення ізоціанатних груп з утворенням поліефіруретанепоксиду з кінцевими епоксидними групами, затверджують введенням амінного отверджувача-діетилентриамина (ДЕТА) при співвідношенні поліефіруретанепоксид : ДЕТА= 10:1, згідно з запропонованою корисною моделлю, синтез форполімеру з кінцевими ізоціанатними групами здійснюють з додаванням кремнійорганічного багатоатомного спирту (КБС) при співвідношенні ПТМГ-1000 та КБС рівному (0,92-0,998):(0,002-0,08) при температурі 60±5°С при співвідношенні NCO до ОН груп рівному 2:1 до теоретично визначеного значення NCO-груп, продовженням синтезу введенням суміші епоксидих смол ЕД-20 та ДЕГ-1 при співвідношенні NCO:OH=1:2 і додаванням амінного отверджувача - ДЕТА. Для досягнення поставленої задачі як кремнійорганічний багатоатомний спирт використовують продукт переетерифікації фенілтриетоксисилану простим олігоефіргліколем з оксипропиленовими блоками MM 1052 (КБС (ОП)1052) (з молекулярною масою ММ=3500) формули: O O [CH(CH3)CH2]n OH O Si [CH(CH3)CH2]n OH [CH(CH3)CH2]n OH n~18 Введення кремнійорганічного багатоатомного спирту - КБС (ОП)1052 на стадії синтезу форполімеру при синтезі поліефіруретанепоксиду 4 привело до значного підвищення фізикомеханічних властивостей полімерного матеріалу, його деформаційних властивостей та підвищення стійкості в агресивних середовищах. Поєднання уретанового форполімеру з кремнійорганічними фрагментами з епоксидними олігомерами внаслідок взаємодії форполімеру із кінцевими ізоціанатними групами та гідроксильними групами епоксидних смол приводить до утворення реакційно-здатного поліефіруретанепоксиду і в подальшому до утворення полімерного матеріалу з регульованими фізико-механічними властивостями. Заявлений спосіб одержання клейової композиції реалізується наступним чином. На першому етапі проводять синтез форполімеру з кінцевими ізоціанатними групами на основі суміші поліокситетраметиленгліколю (ПТМГ-1000 з молекулярною масою ММ=1000) та кремнійорганічного багатоатомного спирту - КБС (ОП)1052 з молекулярною масою ММ=3500) формули: O O [CH(CH3)CH2]n OH O Si [CH(CH3)CH2]n OH [CH(CH3)CH2]n OH n~18 при співвідношенні ПТМГ-1000 та КБС (ОП)1052 рівному (0,92-0,998):(0,002-0,08), та діізоціанату 2,4-2,6-толуїлендіізоціанату (ТДІ, суміш ізомерів 80/20мас.%), при температурі 60±5°С при співвідношенні NCO/OH=2:1 до теоретично визначеного значення NCO-груп. На другому етапі до одержаного форполімеру додають епоксидіанову смолу ЕД-20 та аліфатичну епоксидну смолу ДЕГ-1 при співвідношенні NCO/OH=1:2. Суміш при перемішуванні витримують протягом 2-3 годин при температурі 60±5°С до повного зникнення ізоціанатних груп з утворенням поліефіруретанепоксиду з кінцевими епоксидними групами. Одержаний поліефіруретанепоксид являє собою прозору в'язку рідину жовтого кольору n20D=1,5120-1,5180, масова доля епоксидних груп 13-18%, в'язкість при 25°С - 40-50пуаз. На третьому етапі до поліефіруретанепоксиду додають амінний отверджувач - діетилентриамин (ДЕТА) при співвідношенні поліефіруретанепоксид:ДЕТА=10:1. Суміші отримували простим змішуванням компонентів, клей наносили на попередньо знежирену поверхню тонким шаром. Тиск при склеюванні 0,10,5кгс/см2, тверднення проводили при 70°С - 3год. Приклади реалізації способу приготування клейової композиції та результати фізикомеханічних випробувань виготовленої по заявленому способу клейової композиції, які досліджувалися за стандартними методиками: міцність клейового з'єднання на розрив за ГОСТ 14759-69, дифузійні характеристики вільних плівок приводять в таблицях 2,3. 5 49017 6 Таблиця 1 № етапу 1 2 3 4 Етапи реалізації способу приготування клейової композиції Синтез форполімеру з кінцевими NCO-групами при співвідношенні NCO/OH=2:1: Додавання КБС (ОП)1052 із розрахунку мольного співвідношення ПТМГ-1000: КБС (ОП)1052 Температура синтезу, °С Час синтезу, год. Введення до форполімеру суміші епоксидних смол. Продовження синтезу при перемішуванні. Співвідношення NCO/OH=1:2 Температура синтезу, °С Час синтезу, год. Додавання амінного стверджувала при співвідношенні поліефіруретанепоксид:ДЕТА=10:1. Ствердження клейової композиції Температура отвердження, °С Час отвердження, год. Приклади реалізації способу 3 4 1 2 0,998: 0,002 0,996: 0,003 60±5 6 0,96: 0,04 0,92: 0,08 60±5 60±5 60±5 60±5 До постійного значення кількості NCO-груп 60±5 5 60±5 60±5 0,992: 0,008 0,976: 0,024 60±5 60±5 До зникнення NCO - груп 60±5 60±5 70 3 70 3 До отримання однорідної маси 70 3 70 3 70 3 70 3 Таблиця 2 Властивості клейової композиції Властивості матеріалу Клейова композиція, отримана по прикладам 2 3 4 5 Композиція за прототипом 1 36,8 39 42,5 39 46,3 41 46,1 51,2 68 72,9 69,9 42,9 41,6 10,3 28,2 36,3 25,5 27,0 18,4 8,5 13,7 16,5 13,2 15,6 18,0 23,2 18,8 6 Адгезійна міцність на розрив, p , МПа: Сталь-Сталь Алюміній-Алюміній Міцність на розрив при розтягуваннівільної плівки, p , МПа Відносне подовження до розриву, p , % Таблиця 3 Характеристика хімічної стійкості клейової композиції Ступінь набухання, Середовище NaCl, 10% КОН, 10% НСl, 5% H2SO4, 3% С2Н5ОН Дист.вода Трансф. масло Композиція за прототипом 11,3 12,2 28,3 32,6 30,3 12,8 9,6 ,% 1 2 3 4 5 6 11,5 12,4 23,5 31,9 26,8 14,1 8,2 11 12,3 24,9 31,9 26,6 13,9 7,2 10,3 12,4 26,5 29,6 26,4 10,7 5,2 10,2 10,0 26,4 29,6 26,5 8,0 4,1 8,4 7,8 26,1 29,6 26,4 7,4 1,0 8,7 11,2 27,2 32,8 27,5 13,2 1,3 Із таблиць 2, 3 видно, що одержана клейова композиція характеризується високою адгезійної міцністю при розриві (36-72МПа), відносним подовженням від 13-23%, високою міцністю на розрив при розтягуванні вільної плівки (15-23МПа) та більшою стійкістю в агресивних середовищах. За своїми фізико-механічними і хімічними властивостями значно перевищує показники 7 49017 клейової композиції, одержаної за прототипом. Введення фенілтрибутиленглікоксисилану на стадії синтезу форполімеру при отриманні поліефіруретанепоксидної композиції приводить до значного підвищення адгезійних характеристик та стійкості в агресивних середовищах. Джерела інформації: 1. Заявка на изобретение № 2003116618 RU, Антипова М.А., Бутров Ю.П., Молостова А.Ю., Комп’ютерна верстка А. Рябко 8 Яснова К.И. Клеєвая композиция // опубл. 27.12.2004. 2. Пат. 64020 Україна, МКИ С09J163/00, C08L73/00, C08L83/08. Клейова композиція. Запунна К.В., Тодосійчук Т.Т., Ліпатов Ю.С., Рассамакін Б.М., Ященко Л.М., Тарасов Г.В., Рассамакін А.Б.// Бюл. №2, 2004р. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601