Конструкционные клеи

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ...

«о и высокую прочность при равномерном отрыве. Наиболее высокая прочность (50 МПа) достигается при соотношении зпоксида и фенольной смолы 60:40 (рис. 1.8). Клеи на основе этой композиции могут быть получены и в виде пленки на подложке.
...
Теплостойкие клеевые композиции получаются и при взаимодействии эпоксидных олигомеров с молекулярной массой 480:— 540 с
...
Отверждение эпоксиноволачных блок-сополимеров (ЭНБС) при температурах выше 120 °С приводит к образованию пространственных полимеров. Оптимальный температурный интервал отверждения составляет 160—200 °С, причем с
...
С целью увеличения прочности клеевых соединений ЭНБС модифицируют поливинилбутиралем, карбоксилсодержащими каучу-ками (например, СКН-26-1А) и фторопластом (42В). Такие модифицированные ЭНБС составляют основу конструкционных пленочных клеев [36] марок БЭН-20, БЭН-50, КЭН-50 и ФЭН (см. с. 87).
...
Модуль упругости при изгибе ЭНБС, отвержденных при 180 °С в течение 15 ч, составляет 3400—4700 МПа, теплостойкость (по Вика) колеблется в пределах 95—135 °С, усадка полимеров 0,2— 0,5%.
...
Свойства модифицированных" эпоксиноволачных клеевых композиций рассмотрены в разделе, посвященном пленочным клеям (см. с. 82).
...
Элементоорганические соединения имеют наибольшее значение для создания эпоксидных клеев с высокой теплостойкостью [16]. Для получения клеев применяют полиорганосилоксаны, которые при взаимодействии с эпоксидными олигомерами образуют теплостойкие блок-сополимеры, а также титансодержащие и другие $> элементоорганические соединения. Композиции отверждаются при комнатной температуре и при нагревании с применением низкомолекулярных полиамидов, поли ангидридов и других отверди-телей.
...
«о и высокую прочность при равномерном отрыве. Наиболее высокая прочность (50 МПа) достигается при соотношении зпоксида и фенольной смолы 60:40 (рис. 1.8). Клеи на основе этой композиции могут быть получены и в виде пленки на подложке.
...
Теплостойкие клеевые композиции получаются и при взаимодействии эпоксидных олигомеров с молекулярной массой 480:— 540 с
...
Для модификации олигомеров с целью повышения их водостойкости и эластичности используются продукты этерификации алифатических эпоксидов жирными кислотами (ДЭГ-Ж), эфирами фталевой кислоты (ДЭГ-Ф) и изоцианатами (ДЭГ-У) [66].
...
Отечественные олигодиенэпоксиды (ПДИ-ЗА, УП-563, УП-599) хорошо совмещаются с эпоксидами, образуя композиции с повышенными морозостойкостью и эластичностью [62].
...
Поливинилхлоридом и перхлорвиниловой смолой модифицируют те эпоксидные композиции, которые предназначены для склеивания поливинилхлоридных пластиков между собой, с металлами и пенопластами [18]. К композициям этого типа относятся клеи ПФЭД и ПЭД, состав и свойства которых приведены на с. 63.
...
Изучены адгезионные свойства эпоксидированных олигомеров на основе продуктов реакции фенола с формальдегидом, уксусным, бензойным и масляным альдегидами и акролеином.
...
Наиболее высокая прочность при сдвиге при 20 °С клеевых соединений дуралюмина (около 40 МПа) достигнута при модификации олигомером, синтезированным из диметилвинилэтинил-п-окси-фенилэтана и формальдегида [60, 61]
...
Эпоксиноволачные олигомеры с целью повышения прочности клеевых соединений при 260—315 °С модифицируют 4,4-диамино-дифенилсульфоном (в общем растворителе) [63].
...
Кроме рассмотренных" выше наиболее широко используемых модифицирующих веществ в литературе описаны и другие добавки к эпоксидным олигомерам — полимеркаптаны, карбамидные смолы [2, 6], фурановые производные [18] и другие соединения [64].
...
Обычными растворителями эпоксидных олигомеров являются кетоны, эфиры, бутиловый спирт, эфиры гликолей, толуол, ксилол, 2-нитропропан, диметилформамид, их смеси и другие органические растворители.
...
Для модификации эпоксидных олигомеров с целью снижения их вязкости, придания им в отдельных случаях повышенной эластичности и водостойкости в качестве активных растворителей пред* ложены различные моноэпоксидные соединения, смеси алифатических эпоксидных олигомеров с фенилглицидиловым эфиром (1:1) и другие соединения. Свойства некоторых из них приведены ниже:
...
Кроме перечисленных выше в качестве реакционно-способных разбавителей предложены аллилглицидиловый эфир, 1,4-бутанди-олглицидиловый эфир, фенол [6], фур иловый спирт, бутиролактон, трифенилфосфат и др. [19].
...
Во многих случаях введение в эпоксидные композиции активных разбавителей приводит к некоторому снижению их теплостойкости и механической прочности.
...
Хотя эпоксидные композиции, в особенности модифицированные, при отверждении имеют относительно небольшую усадку,' и остаточные напряжения, возникающие в процессе формирования клеящих пленок, также невелики, в отдельных случаях целесообразно введение пластифицирующих добавок, не вступающих в химическое взаимодействие с эшжсидом. К числу наиболее широко применяемых пластификаторов относятся дибутилфталат, дибутшь себацинат, диоктилфталат, хлорированный дифенил. Если введение пластификаторов в высоковязкую клеевую систему способствует улучшению клеящих свойств, то в низковязкой композиции пласти фицирующее вещество будет играть отрицательную роль, приводя к снижению механической прочности и ухудшению клеящих свойств. Влияние количества пластификатора на клеящую способность эпоксидного полимера, отвержденного полиэтиленполиами-ном, показано ниже:
...
Следует все же отметить, что в большинстве случаев введение пластификаторов в эпоксидные клеящие системы уменьшает их теплостойкость и в конечном счете (например, при старении) приводит к снижению прочности клеевого соединения,
...
Эпоксидные клеевые композиции отверждаются в результате поликонденсации эпоксида с полифункциональными соединениями (полиаминами,' полиангидридами, изоцианатами, феноло- и ами-ноформальдегидными олигомерами, полиамидами и др.) или ионной полимеризации в присутствии инициаторов. Отверждение происходит в процессе формирования клеевого соединения при ком* натной или при повышенной температуре. Условия отверждения, свойства клеев и клеевых соединений в значительной степени зависят от химической природы и количества отвердителя (табл. 1.21) [65].
...
Кроме перечисленных выше в качестве реакционно-способных разбавителей предложены аллилглицидиловый эфир, 1,4-бутанди-олглицидиловый эфир, фенол [6], фур иловый спирт, бутиролактон, трифенилфосфат и др. [19].
...
Во многих случаях введение в эпоксидные композиции активных разбавителей приводит к некоторому снижению их теплостойкости и механической прочности.
...
Хотя эпоксидные композиции, в особенности модифицированные, при отверждении имеют относительно небольшую усадку,' и остаточные напряжения, возникающие в процессе формирования клеящих пленок, также невелики, в отдельных случаях целесообразно введение пластифицирующих добавок, не вступающих в химическое взаимодействие с эшжсидом. К числу наиболее широко применяемых пластификаторов относятся дибутилфталат, дибутшь себацинат, диоктилфталат, хлорированный дифенил. Если введение пластификаторов в высоковязкую клеевую систему способствует улучшению клеящих свойств, то в низковязкой композиции пласти фицирующее вещество будет играть отрицательную роль, приводя к снижению механической прочности и ухудшению клеящих свойств. Влияние количества пластификатора на клеящую способность эпоксидного полимера, отвержденного полиэтиленполиами-ном, показано ниже:
...
При отверждении ангидридами органических кислот, по-видимому, вначале происходит ацилирование гидроксильной группы эпоксида с образованием эфира (1), после чего карбоксильная группа образовавшегося эфира взаимодействует с эпоксидной груп* пой другой молекулы (2):
...
Кроме этой основной реакции может иметь место взаимодействие эпоксидных и изоцианатных групп, в результате которого образуются пространственные полимеры [2, 3, 6],
...
Отверждение эпоксидных олигомеров фенолоформальдегидны-ми происходит в результате реакции между метилольными группами эпоксида, а также фенольных групп с эпоксидными.
...
Могут быть использованы и аминоформальдегидные смолы, в частности карбамидоформальдегидные, которые вводят в количестве 20—30% от массы композиции.
...
В процессе отверждения эпоксидных олигомеров под действием инициаторов ионной полимеризации, например киелот Льюиса и их комплексов с различными соединениями (комплексы трехфто-ристого бора), вероятно, имеет место сольватация комплекса эпоксидными группами олигомера с образованием водородной связи
...
При отверждении ангидридами органических кислот, по-видимому, вначале происходит ацилирование гидроксильной группы эпоксида с образованием эфира (1), после чего карбоксильная группа образовавшегося эфира взаимодействует с эпоксидной груп* пой другой молекулы (2):
...
Процесс отверждения под действием инициаторов ионной полимеризации протекает при комнатной температуре значительно быстрее, чем отверждение алифатическими аминами [2, 3, 6].
...
К отечественным отвердителям этого типа относятся комплексы трехфтористого бора с анилином (УП-605/1), бензиламином (УП-605/3), n-толуидином (УП-605/5) и моноэтиламином (УП-606). Теплостойкость по Мартенсу отвержденного с использованием упомянутых комплексов эпоксидного олигомера ЭД-20 составляет 115—136 °С [9].
...
Ниже приводятся характеристики наиболее широко применяющихся отвердителей конструкционных эпоксидных клеев. Несмотря на то что самые прочные конструкционные клеи получаются при отверждении эпоксидных композиций при нагревании в присутствии полиангидридов, ароматических полиаминов, дициандиамида и некоторых других соединений, описание свойств отвердителей будет начато с алифатических аминов, низкомолекулярных полиамидов и других веществ, применение которых в производстве
...
Рис. 1.9. Зависимость прочности при сдвиге клеевых соединений металла на клее, отвержденном алифатическим амином, от температуры и продолжительности отверждения.
...
Алифатические амины. В качестве отвердителей эпоксидных олигомеров для получения композиций, отверждающихся при комнатной температуре, используют преимущественно первичные амины (табл. 1.22). Предложен также диэтиламинопропиламин, образующий композиции с длительной жизнеспособностью, и другие амины [2, 3, 6].
...
Следует иметь в виду, что клеевые соединения на композициях, отверждаемых аминами при комнатной температуре, обладают сравнительно невысокой прочностью. При повышении температуры до определенного предела прочность увеличивается (рис. 1.9)
...
Для ускорения отверждения в ряде случаев в композиции ввб-дят ускорители, представляющие собой соединения, содержащие гидрокеильные группы— фенолы, спирты (табл. 1.23).
...
При составлении эпоксидных композиций соотношение между олигомером и отвердителем должно быть стехиомётрическим, но на практике обычно берется небольшой избыток отвердителя. Количество отвердителя рассчитывают по формуле: .
...
где Э — содержание эпоксидных групп; М — молекулярная масса амина; п — число атомов водородов в первичных и вторичных аминных группах; 43 — молекулярная масса эпоксидной группы; /С=1,2—1,4 — коэффициент, определяемый экспериментально и зависящий от природы амина.
...
Таблица 1.23. Влияние ускорителей на скорость отверждения низкомолекулярного эпоксидного олигомера при 20 °С г^(В-аминоэтил)пиперазином
...
Чри использовании полиэтиленполиаминов (ПЭПА) расчет ье-дуг по диэтилентриамину (ДЭТА), содержащему 5 атомов водород да в аминных группах [5, 66]. В этом случае \
...
Для достижения оптимальных свойств алифатические амины вводят в количестве 8—20 масс. ч. на 100 масс. ч. олигомера — в зависимости от типа взятого амина и молекулярной массы эпоксидного олигомера. Зависимость теплостойкости эпоксидной композиции от содержания в ней полиэтиленполиаминов показана на рис. 1.10. Перед отверждением олигомер или клеевую композицию ва'куумируют при 25—30 °С для удаления воздуха.
...
Природа аминного отвердителя влияет на жизнеспособность композиции. Большой жизнеспособностью обладают клеи, отверждае-мые диэтиламинопропиламином. Ниже приведены данные о жизнеспособности композиции на основе эпоксидного олигомера с молекулярной массой 400—600 (100 масс, ч.), отвержденной различными аминами:
...
Увеличение количества вводимых в качестве отвердителя сложных алифатических аминов снижает водостойкость (при 60 °С) и прочность клеевых соединений на основе композиции из эпоксидного олигомера с молекулярной массой 400 и 20 масс. ч. (на 100 ' масс. ч. олигомера) олигоэфиракрилата МГФ-9 (рис. 1.11). Это может быть объяснено блокированием части активных центров 'поверхности субстрата [55].
...
Алифатические амины используются также для ускорения отверждения эпоксидных олигомеров ангидридами двухосновных кислот.
...
Низкомолекулярные полиамиды обеспечивают получение эпоксидных композиций с повышенной эластичностью, большей жизнеспособностью и сравнительно малой усадкой; они менее токсичны, чем амины,
...
Жизнеспособность при комнатной температуре, мин
...
Рис. 1:11. Зависимость прочйости при сдвиге эпоксидной композиции на основе олигомера с мол. массой 400, содержащей 20% оли-гоэфиракрилата МГФ-9, от количества отвердителя (сложные алифатические амины): / — 15 масс, ч.; 2 — 20 масс, ч.;
...
Растворителями полиамидов обычно являются следующие смеси: изопропиловый спирт+толуол (1:1), ксилол+бутанол (4:1), ксилол+этил цел л озольв (9: 1).
...
Изоцианаты Для отверждения эпоксидных смол используют толуилендиизоцианат, полиметиленфениленизоцианат, уретан ДГУ, а также некоторые частично или полностью блокированные изоцианаты [1, 2, 9].
...
Дициандиамид (ДЦДА) — латентный отвердитель, представляющий исключительно большой интерес для однокомпонентных конструкционных эпоксидных клеев, выпускающихся в виде пле-
...
Оптимальными свойствами характеризуется композиция, содержащая 3 масс. ч. дициандиамида и 15 масс. ч. сульфаниламида на 100 масс. ч. эпоксидного олигомера.
...
Типичные составы, отверждаемые ДЦДА, содержат обычно один или два эпоксидных олигомера (чаще всего используются твердые олигомеры), модификатор (до 75% от массы олигомера) и около 10% ДЦДА. Так, композиция, состоящая из 25 масс. ч. эпоксидного олигомера с молекулярной массой 350—400, 75 масс, ч. высокомолекулярного полиамида, растворимого в водно-спиртовых смесях, и 10 масс. ч. ДЦДА, отверждается при 170 °С в течение 1 ч, образуя клеевые соединения с очень высокой эластичностью и разрушающим напряжением при сдвиге (при 20 °С) 43,5— 46,2 МПа [6].
...
Кроме ДЦДА к числу латентных отвердителей относятся ароматические амины, дигидразиды и комплексы bf3
...
Ангидриды карбоновых кислот. Эпоксидные олигомеры отверж» даются ангидридами ди- и полйкарбоновых кислот при температурах выше 100 °С в течение времени, при котором может происхо дить частичное улетучивание ангидрида. Для ускорения процесса отверждения используют добавки незначительных [0,5—3,0% (масс.)] количеств аминов, органических кислот и их солей, соединений, содержащих сульфидные группы, а также органических кислот, фенолов, соединений фосфора, мышьяка и других веществ [18]. Ниже показано, как подобные добавки (0,01 моль) влияют на степень отверждения (при 130 °С в течение 5 ч) композиции^состоящей из фенилглицидилового эфира (1 моль) и фталевого ан- ^ гидрида (1 моль):
...
Весьма эффективны в качестве ускорителей третичные амины не менее чем с двумя алкильными заместителями у атома азота, Наибольшую скорость отверждения обеспечивает диметилбензил-амин. Активность аминных ускорителей усиливается введением небольших количеств спиртов, фенолов, карбоновых кислот, являющихся, вероятно, сокатализаторами процесса.
...
Зависимость продолжительности отверждения композиции на основе циклоалифатического эпоксидного олигомера УП-612 от типа отвердителя и количества ускорителя (комплекс BFs + w-толу-идин) приведена в табл. 1.27. Введение в композиции п-оксифенил-{5-нафтиламина увеличивает скорость отверждения в 2—4 раза [72].
...
В табл. 1.28 приведены характеристики наиболее часто применяемых в качестве отвердителей ангидридов карбоновых кислота Количество отвердителя рассчитывают по формуле:
...
где Э — содержание эпоксидных групп, %; М — молекулярная масса ангидрида; 43 — молекулярная масса эпоксидной группы; /С=0,15—1,20 — коэффициент, определяемый экспериментально и зависящий от типа ангидрида.
...
Количество введенного отвердителя влияет на теплостойкость и термостабильность эпоксидных композиций. Максимальную теплостойкость (по Мартенсу) имеет композиция, состоящая из олигомера с молекулярной массой 390—430, отвержденного 50% малеи-
...
1.27. Влияние типа отвердителя и ускорителя (комплекс BF3 с n-толуидином) на продолжительность отверждения композиции на основе циклоалифатического олигомера УП-612
...
.28. Свойства отечественных отвердителей, представляющих собой ангидриды карбоновых кислот, и условия отверждения эпоксидных композиций
...
Рис. 1.16. Термостабильность при 180°С эпоксидной композиции на основе олигомера с мол. массой 480—540, отвержденной малеиновым (1),
...
Рис. 1.17. Зависимость усадки композиции, состоящей из 100 масс. ч. олигомера ЭД-20 и 35 масс. ч. малеинового ангидрида от продолжительности отверждения.
...
рования соответствующими растворителями. Степень превращения эпоксидных групп контролируют методом ИК-спектроскопии, гравиметрическим методом и дифференциально-термическим анализом [71].
...
Усадка эпоксидных композиций зависит от температуры и продолжительности отверждения. На примере эпоксидного олигомера молекулярной массой 480—540 (отвердитель— малеиновый ангидрид) показано, что при отверждении в течение 24—120 ч при 70 °С с последующей выдержкой при 120 °С, в течение 5 ч усадка не превышает 1,7% (рис. 1.17), а усадка той же композиции, отверждаемой при 120 °С, уже через 5 ч превышает 1,6%.
...
Помимо рассмотренных выше ангидридных отвердителей отечественной промышленностью производятся полиангидриды себаци-новой кислоты (УП-607), адипиновой кислоты (УП-608) и другие отвердители этого типа [9].
...
Ускорителями отверждения могут быть фосфор- и оловоорга-нические соединения [73]. Эффективны также в качестве ускорителей имидазолы (в частности, при отверждении эпоксидов диами-нодифенилсульфоном) [74] и бензилдиметиламин [75]. Процесс отверждения может быть ускорен с 6 ч до 24 мин (при 140 °С) при использовании таких ускорителей как ГЧ,Г\1-диметил-г\!-(4-эпо-ксифенил) карбамид, N.N-диаллил- и М,М-диэтилмеламины ;[76]. Некоторые хелатные комплексы также рекомендованы в качестве катализаторов процесса [77].
...
Прочие отвердители. Кроме рассмотренных выше соединений для отверждения эпоксидных олигомеров предложено использовать 1,1-метиленбие(3-у-ам1ИН01пропил
...
Эффективными отвердителями могут быть ароматические соединения, содержащие не менее 3 подвижных атомов водорода i •при атоме азота: фенилендиамин, бие-я-аминофенилметан, бие-гс-аминофениловый эфир, бис(п-аминофеяил) кетон и бис(п-аминофе-нил)сульфон, а также анилиноформальдегидные олигомеры.
...
Рис. 1.17. Зависимость усадки композиции, состоящей из 100 масс. ч. олигомера ЭД-20 и 35 масс. ч. малеинового ангидрида от продолжительности отверждения.
...
рования соответствующими растворителями. Степень превращения эпоксидных групп контролируют методом ИК-спектроскопии, гравиметрическим методом и дифференциально-термическим анализом [71].
...
С целью создания нетоксичных клеев с повышенной жизнеспособностью используется метод микрокапсулирования — временного изолирования компонентов в оболочки из инертного материала с последующим взаимодействием всех составных частей композиции в процессе формирования клеевого соединения под воздействием давления, температуры и других факторов [78]. Микрокапсу-лированию подвергают, в частности, некоторые ангидриды и амины (полиэтиленполиамин, триэтаноламин, диэтиланилин, мети-лендианилин и др.). Микрокапсулированные эпоксидные клеи используются для склеивания металлов и неметаллических материалов [79]. Описана композиция на основе твердого эпоксидного олигомера, капсулированного ангидрида и третичного амина, от-верждающаяся при 93 °С в течение 30 с; жизнеспособность клея— 24—28 ч при комнатной температуре.
...
С целью стабилизации свойств эпоксидных клеевых композиций в процессе термического старения предложены различные стабилизаторы. В частности, для стабилизации эпоксифенольных клеев предлагается использовать оксихинолин и триацетилацетонат алюминия, 1-оксинафтойную кислоту, н-пропилгаллат [80].
...
Введение хелатных комплексов, в частности, ацетилацетонатов металлов и особенно ацетилацетоната цинка, в эпоксиноволачные композиции, отверждаемые дициандиамидом, положительно сказывается на стабильности свойств клеев [81].
...
Композиции на основе эпоксиноволачного олигомера, содержащие стехиометрические количества дициандиамида, стабилизированные ацетилацетонатом цинка, характеризуются различными прочностными свойствами в зависимости от способа совмещения компонентов. Максимальные значения разрушающего напряжения клеевых соединений при сдвиге составляют 27,5; 25,5 и 22,0 МПа при содержании 0,5; 1,0 и.
...
Антипирены вводят в эпоксидные клеевые композиции для придания им негорючести или способности к самозатуханию. Наиболее широко применяемыми для этих целей соединениями являются соединения сурьмы. Огнестойкие композиции получают при введении 2—8% соединений сурьмы [82],
...
Антипиреном является также пентабромфторбензол, который применяют самостоятельно или в сочетании с другими соединениями. Количество пентабромфторбензола в композиции должно быть от 1 до 6% [83].
...
Наполнители могут влиять на плотность, механическую прочность, модуль упругости, термический коэффициент линейного расширения, теплостойкость, тепло- и электропроводность, дуго-стойкость, огнестойкость, тиксотропные свойства и стоимость клеев. В табл. 1.29 приведены данные о назначении различных типов наполнителей.
...
Рис. 1.18. Зависимость прочности при сдвиге клеевых соединений алюминиевого сплава от количества алюминиевой пудры (в масс. ч. иа 100 масс. ч. олигомера), введенной в состав эпоксидной композиции, отвержденной малеиновым ангидридом.
...
На прочностные свойства большое влияние оказывает алюминиевая пудра, молотый фарфор, эбонитовая пыль, оксид алюминия (табл. 1.30). Количество наполнителя, например алюминиевой пудры, в системе сказывается на прочности композиции, отвержденной
...
малеиновым ангидридом (рис. 1.18). На теплостойкость эпоксидных клеевых соединений большое влияние оказывает оксид свинца (табл. 1.31).
...
Стеклянные микросферы предложено использовать для снижения плотности композиций [6]. В качестве тиксотропных добавок рекомендуются тонко измельченные порошки оксида алюминия (белая сажа в количестве 6—10 масс. ч. на 100 масс. ч. олигоме-
...
Таблица 1.30. Влияние наполнителей на прочность клеевых соединений алюминиевого сплава на эпоксидном клее
...
На прочностные свойства большое влияние оказывает алюминиевая пудра, молотый фарфор, эбонитовая пыль, оксид алюминия (табл. 1.30). Количество наполнителя, например алюминиевой пудры, в системе сказывается на прочности композиции, отвержденной
...
Рис. 1.20. Зависимость усадки эпоксидной композиции отвержденной малеино-вым ангидридом, от продолжительности отверждения при 90 °С.
...
ра), а также комплексные соединения цинка или кальция, не приводящие к увеличению вязкости и сохраняющие стабильность клеев при хранении.
...
Армированные пленочные клеи в качестве подложки, которая играет роль наполнителя, содержат ткани или сетки из синтетических (полиамидных) или стеклянных нитей [6]. Электропроводящие свойства придаются клеям введением порошков металлов (серебро и др.), а также сажи.
...
Введение порошкообразных наполнителей существенно влияет на усадку и внутренние напряжения. Усадка композиций зависит от температуры отверждения; с повышением температуры усадка возрастает. После нагревания олигомера с молекулярной массой 350—400, отверждаемого 35% малеинового ангидрида в течение 24 ч, усадка наблюдается при 100 °С (рис. 1.19). Усадка возрастает и при увеличении продолжительности отверждения (рис. 1.20).
...
Клеи на основе эпоксидных олигомеров имеют ряд характерных особенностей, обусловленных не только химической природой и соотношением компонентов, но и условиями формирования клеевых соединений и, в первую очередь, процессами отверждения. Отверждающиеся без нагревания или при умеренных температурах композиции и клеи, требующие для отверждения повышенных температур, принципиально отличны друг от друга по своим свойствам и назначению.
...
Рис. 1.20. Зависимость усадки эпоксидной композиции отвержденной малеино-вым ангидридом, от продолжительности отверждения при 90 °С.
...
ра), а также комплексные соединения цинка или кальция, не приводящие к увеличению вязкости и сохраняющие стабильность клеев при хранении.
...
/ — отверждение ангидридами двухосновных кислот; 2 — отверждение алифатическими полиаминамн; 3 — отверждение и модификация фенолоформаль дегндным олигомером; 4 — отверждение низкомолекулярными полиамидами: 5 — модификация и отверждение полисульфидами; 6 — модификация высокомолекулярными полиамидами.
...
металлов и многих неметаллических материалов в ряде силовых конструкций. Прочность (разрушающее напряжение при сдвиге) при 20 °С клеевых соединений на большинстве отечественных и зарубежных клеев холодного отверждения не превышает 20 МПа. Максимальная рабочая тмпература клеев холодного отверждения (за исключением композиций, модифицированных элементоорганическими и карборансодержащими соединениями) составляет 80 °С. По сравнению с клеями, отверждающимися при нагревании, эти клеи в большинстве случаев менее стойки к воздействию атмосферных факторов и химических реагентов.
...
Свойства эпоксидных клеевых композиций могут варьироваться в очень широких пределах не только в зависимости от природы олигомера и отвердителя, но и от типа модифицирующей добавки. Наиболее высокую прочность в интервале температур от —120 до 60 °С имеют клеевые соединения на эпоксиполиамидных клеях (рис. 1.21). Хорошую прочность при высоких температурах обеспечивают композиции, содержащие в качестве модификаторов элементоорганические соединения. Высокой теплостойкостью (рис. 1.21) [79] обладают клеи, модифицированные фенольными олиго-мерами. Наиболее устойчивы к действию низких температур эпок-сиполиамидные и эпоксиполисульфидные системы.
...
Клеевые соединения на клеях, отверждающихся при нагревании, характеризуются высокой прочностью (до 50 МПа при 20 °С), рабочей температурой, достигающей 315 °С, стойкостью к влажно-стному и тепловому старению. Этим клеям принадлежит основная роль при создании высоконагруженных силовых конструкций, обладающих надежностью и длительным сроком службы в различных климатических условиях. Особое значение имеют пленочные клеи и вспенивающиеся композиции, а также токопроводящие клеи и клеи для клеесварных и клеезаклепочяых соединений.
...
При рассмотрении эпоксидных клеев мы остановимся на наиболее широко используемых композициях преимущественно отечественного производства. Сведения о прочих клеях можно найти в работах [1, 6, 9, 16, 18].
...
/ — отверждение ангидридами двухосновных кислот; 2 — отверждение алифатическими полиаминамн; 3 — отверждение и модификация фенолоформаль дегндным олигомером; 4 — отверждение низкомолекулярными полиамидами: 5 — модификация и отверждение полисульфидами; 6 — модификация высокомолекулярными полиамидами.
...
металлов и многих неметаллических материалов в ряде силовых конструкций. Прочность (разрушающее напряжение при сдвиге) при 20 °С клеевых соединений на большинстве отечественных и зарубежных клеев холодного отверждения не превышает 20 МПа. Максимальная рабочая тмпература клеев холодного отверждения (за исключением композиций, модифицированных элементоорганическими и карборансодержащими соединениями) составляет 80 °С. По сравнению с клеями, отверждающимися при нагревании, эти клеи в большинстве случаев менее стойки к воздействию атмосферных факторов и химических реагентов.
...
Свойства эпоксидных клеевых композиций могут варьироваться в очень широких пределах не только в зависимости от природы олигомера и отвердителя, но и от типа модифицирующей добавки. Наиболее высокую прочность в интервале температур от —120 до 60 °С имеют клеевые соединения на эпоксиполиамидных клеях (рис. 1.21). Хорошую прочность при высоких температурах обеспечивают композиции, содержащие в качестве модификаторов элементоорганические соединения. Высокой теплостойкостью (рис. 1.21) [79] обладают клеи, модифицированные фенольными олиго-мерами. Наиболее устойчивы к действию низких температур эпок-сиполиамидные и эпоксиполисульфидные системы.
...
Клеевые соединения на клеях, отверждающихся при нагревании, характеризуются высокой прочностью (до 50 МПа при 20 °С), рабочей температурой, достигающей 315 °С, стойкостью к влажно-стному и тепловому старению. Этим клеям принадлежит основная роль при создании высоконагруженных силовых конструкций, обладающих надежностью и длительным сроком службы в различных климатических условиях. Особое значение имеют пленочные клеи и вспенивающиеся композиции, а также токопроводящие клеи и клеи для клеесварных и клеезаклепочяых соединений.
...
При рассмотрении эпоксидных клеев мы остановимся на наиболее широко используемых композициях преимущественно отечественного производства. Сведения о прочих клеях можно найти в работах [1, 6, 9, 16, 18].
...
/ — отверждение ангидридами двухосновных кислот; 2 — отверждение алифатическими полиаминамн; 3 — отверждение и модификация фенолоформаль дегндным олигомером; 4 — отверждение низкомолекулярными полиамидами: 5 — модификация и отверждение полисульфидами; 6 — модификация высокомолекулярными полиамидами.
...
Таблица 1.32. Состав, основные свойства й назначение отечественных эпоксидных клеев, тверждаемых без нагревания алифатическими аминами и низкомолекулярными полиамидами
...
Клеи холодного отверждения в большинстве случаев отверждаются алифатическими аминами и низкомолекулярными полиамидами, а также комплексами BF3
...
В табл. 1.32 и 1.33 представлены данные, характеризующие состав, основные свойства и назначение эпоксидных клеев холодного отверждения и режимы их отверждения, а на рис. 1.22—1.25— некоторые свойства клеевых соединений на этих клеях. Все приведенные в этом разделе данные относятся к наиболее широко применяемым отечественным эпоксидным клеям, отверждаемым без нагревания аминами и низкомолекулярными полиамидами: К-153 (эпоксидный олигомер, модифицированный полисульфидом и оли-
...
гоэфиракрилатом), ВК-9 (олигомер, отвержденный низкомолеку-.лярным полиамидом), КЛН-1 (эпоксиполисульфидная композиция), Л-4 (эпоксидный олигомер, пластифицированный дибутил-фталатом), СКДА (эпоксикремнийорганический олигомер) и К-300-61 (эловсикремнийорганический олигомер, отвержденный низкомолекулярным полиамидом).
...
Таблица 1.33. Режимы отверждения эпоксидных клеев алифатическими аминами и иизкомолекулярными полиамидами
...
Эпоксидные композиции, отверждающиеся при комнатной температуре, обеспечивают удовлетворительные показатели прочности, которые могут быть увеличены при повышении температуры отверждения, как это показано для клея К-153 в табл. 1.34.
...
Клеевые соединения на клее ВК-9 характеризуются относительно быстрым нарастанием прочности в процессе отверждения. При выдержке при комнатной температуре уже через 5—7 ч разрушающее напряжение при сдвиге достигает 1,0—1,2 МПа, а по истечении 18—24 ч — 15—16 МПа.
...
Прочность при сдвиге клеевых соединений на эпоксиполисуль-фидном клее КЛН-1 достигает 16—17 МПа после отверждения при 20 °С в течение 7—10 сут. Если отверждение проводить при 100 °С, то разрушающее напряжение при сдвиге клеевого соединения повышается до 28—29 МПа. Для клеевых соединений на клее Л-4 характерно значительное увеличение прочности при сдвиге и в особенности при равномерном отрыве (при 20 °С) с повышением температуры отверждения до 100 °С. Теплостойкость соединений при этом возрастает в 7—10 раз. Повышение температуры отверждения клеев СКДА и К-300-61 до 80—100 СС также приводит к возрастанию прочностных характеристик клеевых соединений.
...
Рассматривая данные, характеризующие поведение эпоксидных клеев (не содержащих элементоорганических компонентов) при различных температурах, можно отметить, что наиболее высокими прочностными показателями при сдвигающих нагрузках в интервале температур от —60 до +125 °С обладают клеевые соединения на клее ВК-9 (см. рис. 1.22). Клеи, содержащие в своем составе элементоорганические соединения, характеризуются более высокой теплостойкостью (до 300—400 °С), хотя абсолютные значения прочности соединений на этих клеях при указанных температурах относительно невелики (см. рис. 1.23).
...
Таблица 1.35. Зависимость прочности клеевых соединений дуралюмина на эпоксидных клеях, отверждаемых полиамидами и низкомолекулярными полиамидами, от температуры испытания
...
Таблица 1.36. Длительная и усталостная прочность клеевых соединений дуралюмииа на эпоксидных клеях, отверждаемых алифатическими аминами и полиамидами (при 20 °С)
...
Таблица 1.41. Прочность при сдвиге клеевых соединений металлов и конструкционных неметаллических материалов на эпоксидных клеях, отверждаемых алифатическими аминами и полиамидами
...
цированные и модифицированные эпоксидные олигомеры с молекулярной массой 350—450, отверждаемые алифатическими аминами, никомолекулярными полиамидами и другими отвердителями. Так, к клеям с теплостойкостью до 60—80 °С относятся композиции Д-6, Д-9, К-П 5, K-S01, К-168, К-293, ЭПЦ-2, К-64/6, К-147, К-134, ПЗД, ПЗД-Б, ПФЭД, БОВ (отвердители — различные алифатические полиамины), Д-10, КС-6 [1, 9, 18, 66] (отвердители — низкомолекулярные полиамиды).
...
Разработан пастообразный клей холодного отверждения марки УП-5-140-1 для соединения больших поверхностей металлов и пластмасс, в том числе расположенных вертикально [9]. Для склеивания под водой разработан эпоксидный клей марки УП-5-177, отверждающийся при 15—30 °С в течение 48 ч [9]. Описаны теплостойкие композиции К-400 и ВТ-200 {16].
...
За рубежом эпоксидные клеевые композиции холодного отверждения выпускаются многими фирмами, из которых главными являются «Ciba-Geigy» (марки Аральдит, Ciba EON и EPN). «Shell Chemical Со.» (марка Epon), «Union Carbide» (марки Bake-lite ERL, ERR), «Dow Chemical Со.» (марки DER, DEN, DSR) л «Reinhold Chemicals» (марка Epotuf).
...
В табл. 1.43 в качестве примера приведены составы некоторых зарубежных клеев, отверждающихся при комнатной температуре алифатическими полиаминами и низкомолекулярными полиамидами [85].
...
Композиции I—IV являются двухкомпонентными, имеют ограниченную жизнеспособность и рекомендуются в качестве универсальных клеев. Прочность при сдвиге клеевых соединений алюминиевого сплава на клее рецептуры IV при —55 °С составляет 13,4, а при 150 °С — 13,0 МПа.
...
Об основных свойствах зарубежных эпоксидных клеев холодного отверждения можно судить по данным, приведенным в таблице Г-44 и относящимся к клеям швейцарской фирмы «Ciba-Geigy». Представляет интерес клей AV-138, позволяющий производить склеивание при 5 °С в течение 4 сут с образованием теплостойких (до 140 °С) клеевых соединений с хорошей прочностью (до 23,0 МПа при 20 °С).
...
Наиболее широко для изготовления клееных конструкций из металлов и неметаллических материалов, в которых клеевые соединения несут основные силовые нагрузки, в промышленности используются композиции на основе различных эпоксидных олигомеров, отверждающиеся только при повышенных температурах в присутствии таких отвердителей, как ангидриды дикарбоновых кислот, дициандиамид," ароматические полиамины, имидазолы, элементоорганические соединения, фенолоформальдегидные смолы и др. Весьма эффективно использование так называемых латентных (скрытых) отвердителей, смеси которых с эпоксидными оли-гомерами и модификаторами представляют собой готовые композиции, способные длительное время храниться при комнатной или пониженной температурах и быстро отверждаются при повышении температуры. Кроме дициандиамида к этой группе отвердителей относятся меламин, изофталилгидразид и др. [16]. Отверждающи-ми агентами, являющимися катализаторами процесса образования пространственных полимеров, являются щелочи, алюминиевые, цинковые, свинцовые, титановые соли органических кислот [86], алкоголят алюминия [87], эфиры ортотитановой кислоты [88] и др. [64, 89].
...
•Отверждаемые при нагревании эпоксидные клеи целесообразно разделить на две группы: 1) двухкомпонентные клеи, представляющие собой системы олигомер — отвердитель (полиангидриды, ароматические полиамины, элементоорганические соединения и др.); 2) однокомпонентные клеи в виде порошков, прутков, растворов и пленок (содержат дициандиамид и другие латентные отвердители). Кроме того, к отверждающимся при нагревании эпоксидным клеям относятся пленочные, клеи для клеесварных и клееклепаных соединений, вспенивающиеся клеи и токопроводя-щие составы. Следует отметить, что так как в отдельных случаях составы композиций не опубликованы, распределение клеев по группам является в известной степени условным.
...
Составы, условия отверждения и характеристика свойств наиболее типичных эпоксидных двухкомпонентных клеев, отверждаемых ангидридами, приведены в табл. 1.45 и 1.46, а на рис. 1.26 —
...
Об основных свойствах зарубежных эпоксидных клеев холодного отверждения можно судить по данным, приведенным в таблице Г-44 и относящимся к клеям швейцарской фирмы «Ciba-Geigy». Представляет интерес клей AV-138, позволяющий производить склеивание при 5 °С в течение 4 сут с образованием теплостойких (до 140 °С) клеевых соединений с хорошей прочностью (до 23,0 МПа при 20 °С).
...
Наиболее широко для изготовления клееных конструкций из металлов и неметаллических материалов, в которых клеевые соединения несут основные силовые нагрузки, в промышленности используются композиции на основе различных эпоксидных олигомеров, отверждающиеся только при повышенных температурах в присутствии таких отвердителей, как ангидриды дикарбоновых кислот, дициандиамид," ароматические полиамины, имидазолы, элементоорганические соединения, фенолоформальдегидные смолы и др. Весьма эффективно использование так называемых латентных (скрытых) отвердителей, смеси которых с эпоксидными оли-гомерами и модификаторами представляют собой готовые композиции, способные длительное время храниться при комнатной или пониженной температурах и быстро отверждаются при повышении температуры. Кроме дициандиамида к этой группе отвердителей относятся меламин, изофталилгидразид и др. [16]. Отверждающи-ми агентами, являющимися катализаторами процесса образования пространственных полимеров, являются щелочи, алюминиевые, цинковые, свинцовые, титановые соли органических кислот [86], алкоголят алюминия [87], эфиры ортотитановой кислоты [88] и др. [64, 89].
...
•Отверждаемые при нагревании эпоксидные клеи целесообразно разделить на две группы: 1) двухкомпонентные клеи, представляющие собой системы олигомер — отвердитель (полиангидриды, ароматические полиамины, элементоорганические соединения и др.); 2) однокомпонентные клеи в виде порошков, прутков, растворов и пленок (содержат дициандиамид и другие латентные отвердители). Кроме того, к отверждающимся при нагревании эпоксидным клеям относятся пленочные, клеи для клеесварных и клееклепаных соединений, вспенивающиеся клеи и токопроводя-щие составы. Следует отметить, что так как в отдельных случаях составы композиций не опубликованы, распределение клеев по группам является в известной степени условным.
...
Таблица 1.45. Состав, основные свойства и назначение двухкомпонентных эпоксидных клеев, отверждающихся при нагревании ангидридами кислот
...
Рнс. 1.26. Зависимость прочности при сдвиге клеевых соединений стали на эпоксидных клеях, отверждаемых ангидридами поликарбоновых кислот, от температуры:
...
Прочность при равномерном отрыве клеевых соединений дуралюмина на клеях, отверждаемых ангидридами кислот, достигает для клеев iB.K-32-ЭМ и Д-2 при 20 °С 45—76 МПа. Прочность при неравномерном отрыве колеблется в пределах 16—20 кН/м (клей ВК-32-ЭМ при 20 °С); предел выносливости соединений на клее ВК-32-ЭМ (5-Ю6 циклов) при 20 °С равен 3,0 МПа.
...
При напряжении сдвига 9,5 МПа клеевые соединения на клее ВК-32-1ЭМ не разрушаются при 60 °С в течение 180 ч, выдерживают температуру 80 °С в течение 500 ч (снижение прочности при 20 °С — 40%, при 60 °С
...
Заслуживает внимания композиция для склеивания стекла, состоящая из эпоксидного олигомера с молекулярной массой 380 (100 мае. ч.), ■у-аминопропилтриэтоксисилана (i2,4 масс, ч.) и отвердителя, представляющего собой продукт взаимодействия 52 масс. ч. эпоксидного олигомера с молекулярной массой 380, 46 масс. ч. диэтилентриамина и 2 масс. ч. фенола |[92].
...
Дициандиамид (ДЦД) представляет очень большой интерес как скрытый отвердитель, позволяющий создавать высокопрочные однокомпонентные эпоксидные клеи с длительным сроком хранения. Клеевые композиции, отверждаемые ДЦД, в большинстве случаев являются твердыми продуктами и выпускаются в виде брусков, прутков, порошка, пленок или лент. IB композиции вводят различные наполнители, чаще всего алюминиевую пудру.
...
ДЦД плохо растворяется в эпоксидных олигомерах — для полного растворения нужна температура 205—,21ЮС!С, поэтому в большинстве случаев композиции готовят, измельчая твердый эпоксидный олигомер (с молекулярной массой 860—1100) вместе с ДЦД в шаровых мельницах или других устройствах до получения однородного порошка. Далее порошок напыляют на склеиваемые поверхности, предварительно нагретые до 100—120 °С. Если же необходим жидкий клей. ДЦД растворяют в метилцеллозольве, раствор смешивают с эпоксидными олигомерами (с молекулярной массой 480—540 или 860—1100).
...

Газовая сварка пластмасс
Краткий справочник паяльщика
Электродуговая сварка сталей. Справочник
Конструкционные клеи
Технология и оборудование контактной сварки: Учебник
Справочник сварщика-строителя
Нержавеющая сталь

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Конструкционные клеи