Способ крепления эластичного резинового покрытия к металлической поверхности

Изобретение относится к способам клеевого крепления резиновых пластин к металлическим поверхностям, в том числе и к криволинейным, и может быть использовано в судостроении, машиностроении, строительстве и химической технологии. Задачей настоящего изобретения является улучшение качества покрытия, повышение прочности крепления пластин, повышение надежности герметизации зазоров между пластинами. Технический результат выражается в снижении трудоемкости и повышении адгезионной прочности соединения резины с металлом при приклеивании пластин и резины с резиной при герметизации зазоров между пластинами покрытия. Заявленный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе крепления пластин к металлической поверхности перед нанесением клеевого состава производят механическую обработку металлической поверхности и химическую модификацию монтажной поверхности пластин и их торцов с их предварительной подготовкой.

 

Изобретение относится к способам клеевого крепления резиновых пластин эластичного покрытия толщиной от 40 до 80 мм к металлическим поверхностям, в том числе и к криволинейным, и может быть использовано в судостроении, машиностроении, строительстве и химической технологии.

В настоящее время требования, предъявляемые к эластичным покрытиям в различных отраслях промышленности, достаточно высоки. Покрытие должно представлять собой полностью сформированное изделие с набором заданных конечных свойств, прочно держаться на металлической поверхности, зазоры между пластинами, составляющими покрытие, должны быть надежно герметизированы.

За прототип выбран способ крепления эластичного покрытия к металлическим поверхностям (патент РФ №2144553). Согласно данному техническому решению перед нанесением клеевого материала производят предварительную механическую обработку металлической поверхности и радиационно-химическую или химическую модификацию монтажной поверхности пластин эластичного покрытия, на обе соединяемые поверхности наносят клеевой материал, содержащий эпоксидиановую смолу, после отверждения клея зачищают торцы пластин и заполняют зазор между торцами пластин герметизирующей композицией на основе уретана. При этом химическая модификация монтажной поверхности пластин эластичного покрытия заключается в том, что после сушки и шерохования монтажной поверхности ее модифицируют раствором дихлорамина в смешанном растворителе "ацетон - вода дистиллированная". Герметизация стыков смежных пластин покрытия производится герметизирующей композицией, содержащей уретановый форполимер, аминный отвердитель и эпоксидиановую смолу.

В прототипе при герметизации зазоров между смежными пластинами покрытия зачистка торцов пластин производится после приклейки пластин на металлическую поверхность. Если учесть, что зазоры между смежными пластинами не более 8-10 мм, то качественное выполнение этой операции становится проблематичным, к тому же эта операция является чрезвычайно трудоемкой, т.к. приклеенные пластины покрытия могут находиться в различных пространственных положениях.

Так, при герметизации пластин, изготовленных на основе смеси бутадиеннитрильного и изопренового каучуков, композицией на основе уретана после шерохования торцов пластин и обезжиривания прочность на отслаивание составляет 0,6-1,0 кН/м. Для резин на основе бутадиенметилстирольного каучука, а также бутадиеннитрильного каучука прочность на отслаивание составляет 1,0-3,0 кН/м.

Во время эксплуатации при воздействии циклических нагрузок на покрытие потеря герметичности в узлах герметизации отсутствует при прочности на отслаивание не ниже 5,0 кН/м.

Применение для герметизации уретановой композиции на основе уретана, содержащей эпоксидную смолу, не решает проблемы.

Введение в герметизирующую композицию эпоксидной смолы в значительных количествах без корректировки количества отвердителя вызывает неполное отверждение композиции, что ухудшает физико-механические характеристики отвержденной композиции.

Кроме того, как определено в прототипе, эпоксидную смолу вводят для улучшения связи герметика с участками открытого металла и покрытого клеевым составом, а также сказано, что при отсутствии открытой металлической поверхности в местах соединения пластин введение эпоксидного компонента не обязательно.

Следует отметить, что открытые металлические поверхности при герметизации зазоров между пластинами покрытия встречаются редко. Поэтому применение эпоксидной смолы в составе уретановой композиции, на наш взгляд, нецелесообразно.

Задачей настоящего изобретения является улучшение качества покрытия, повышение прочности крепления пластин, повышение надежности герметизации зазоров между пластинами.

Технический результат при реализации заявленного способа выражается в снижении трудоемкости и повышении адгезионной прочности соединения резины с металлом при приклеивании пластин и резины с резиной при герметизации зазоров между пластинами покрытия.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе крепления покрытия, состоящем из прессованных резиновых пластин толщиной от 40 до 80 мм, к металлической поверхности перед нанесением клеевого состава производят механическую обработку металлической поверхности и химическую модификацию монтажной поверхности пластин и их торцов с их предварительной подготовкой. Эта модификация осуществляется с использованием раствора дихлорамина и эпоксидиановой смолы в смеси растворителей этилацетата и бензина при следующем содержании компонентов, масс.ч.:

дихлорамин	8-16
этилацетат	30-90
бензин	10-50
эпоксидиановая неотвержденная смола ЭД-20	4-16

После этого, сделав выдержку модифицирующего состава на воздухе не менее 30 минут, наносят на соединяемые поверхности клеевой состав, содержащий эпоксидиановую смолу. Затем на монтажную поверхность накладывают пластины с приложением усилия прижима и после отверждения клея заполняют зазоры между пластинами герметизирующей композицией на основе уретана, содержащей следующие компоненты, масс.ч.:

уретановый форполимер на основе
полибутадиендиола и толуилендиизоцианата	100
аминный отвердитель	25-32

Пример использования изобретения.

Заявленный способ осуществляется в следующей последовательности.

1. Подготовка металлических поверхностей.

2. Подготовка монтажных поверхностей и торцов пластин.

3. Химическая модификация монтажных поверхностей и торцов пластин.

4. Выдержка модифицирующего состава.

5. Нанесение клеевого состава.

6. Монтаж (наложение) пластин.

7. Отверждение клеевого состава.

8. Заполнение зазоров между пластинами.

Подготовка монтажных поверхностей и торцов пластин заключается в сушке резиновых пластин в течение 2-х часов в сушильных камерах при температуре 45±5°С и относительной влажности не более 50%, а также шероховании монтажной поверхности пластин и торцов. Затем после обеспыливания пластины подаются на модификацию.

Шерохование монтажных поверхностей пластин осуществляется с помощью шлифовальных шкурок до появления равномерного черного матового цвета или на станках в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а торцы зачищают шлифовальными машинами с помощью кругов "Дюрикс".

Подготовленные поверхности резиновых пластин (монтажная поверхность и торцы) очищаются, обезжириваются бензином и выдерживаются 15 мин.

Химическая модификация подготовленных поверхностей пластин осуществляется на специальном столе с бортовыми отсосами при температуре от 15 до 25°С и относительной влажности не более 65%. Нанесение модифицирующего состава осуществляется кистью равномерно и без пропусков.

Расход модифицирующего состава составляет 0,1-0,15 кг/м².

После нанесения модифицирующего состава пластины выдерживаются на воздухе не менее 30 мин.

На подготовленные металлическую поверхность и монтажную поверхность пластин наносится клеевой состав, содержащий эпоксидиановую смолу, например, такого состава, масс.ч.:

эпоксидная смола	20
этилцеллозольв	50
тальк	38
гексаметилендиамин	4
этиловый спирт	8
функциональные добавки	13

Кроме указанного, можно использовать и другие клеевые составы, содержащие эпоксидиановую смолу, например клеевой состав на основе клея марки 51-К-10Вм по ТУ 2513-001-00152081-93 или состав на основе компаунда марки К153 по ТУ 2225-509-00203521-94 и др.

Пластина укладывается монтажной поверхностью на клеевой состав и прижимается к металлической поверхности прижимной оснасткой, например, изготовленной в соответствии с патентом РФ №2107000, и выдерживается 24 часа при температуре не ниже 15°С, после чего оснастка демонтируется.

Герметизация зазоров между пластинами производится при помощи специальных пневмошприцов при температуре 20°С и относительной влажности воздуха не более 70%.

В качестве герметизирующей композиции используют уретановый форполимер СКУ-ДФ-2 (ТУ 38.103315-86) с отвердителем 0-32Д (ТУ 38.403848-98) в соотношении:

уретановый форполимер на основе
полибутадиендиола и толуилендиизоцианата	100
аминный отвердитель	25-32

Кроме указанного герметика, могут быть использованы композиции с применением других уретановых форполимеров тоже на основе полибутадиендиола и толуилендиизоцианата, например форполимер СКУ-ФДП-4 (ТУ 2294-002-50064270-2005) или Flexane (производство Ирландии) в сочетании с аминными отвердителями марок 037 (ТУ38-403278-77), 040, 041 (ТУ 38-403278-77) и др.

Во время полимеризации герметика дополнительно может производиться фиксация заполненных герметиком швов при помощи резиновых лент, приклеиваемых к поверхности пластин в районе швов резиновым клеем.

Контроль качества герметизированных швов осуществляется визуально на отсутствие внешних дефектов и с помощью образцов-свидетелей, изготовленных в процессе нанесения покрытия, а также проводится определение прочности связи уретанового герметика с резиной пластин (в описываемом случае резина на основе смеси бутадиеннитрильного и изопренового каучуков). Образцы изготовлены в соответствии с ТУ 2513-089-00151963-2002 на уретановый герметик УГ-2Д.

При указанных условиях прочность при отслаивании составляет 5,8 кН/м.

Контроль качества приклеивания пластин к металлической поверхности осуществляется с помощью образцов-свидетелей, изготовленных в процессе нанесения покрытия. Прочность связи резины с металлом при отрыве определяется согласно ГОСТ 209-75 и при указанных условиях составляет 3,6 МПа.

Способ крепления эластичного покрытия, состоящего из прессованных резиновых пластин толщиной от 40 до 80 мм, к металлической поверхности, включающий механическую обработку металлической поверхности, подготовку монтажной поверхности и торцов пластин и их химическую модификацию составом, содержащим следующие компоненты, мас.ч.:

Дихлорамин	8-16
Этилацетат	30-90
Бензин	10-50
Эпоксидиановая неотвержденная смола ЭД-20	4-16

выдержку модифицирующего состава на воздухе не менее 30 мин, нанесение клеевого состава, содержащего эпоксидиановую смолу, на соединяемые поверхности, наложение пластин на монтажную поверхность с приложением усилия прижима, отверждение клеевого состава и заполнение зазоров между пластинами герметизирующей композицией, содержащей в мас.ч.:

Уретановый форполимер на основе
полибутадиендиола и толуилендиизоцианата	100
Аминный отвердитель	25-32