Метакрилатный конструкционный клей
Изобретение относится к метакрилатным конструкционным клеям и к способам использования этих клеев. Технической задачей является создание клея с эффективным и равномерным распределением нагрузки по соединению, с высокими физико-механическими показателями при высокой температуре, в то же время пригодного к эксплуатации без существенной подготовки поверхности. Поставленная задача решается тем, что клей включает мономерный компонент и каталитический компонент. По первому варианту исполнения изобретения мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и изопрена, второй эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена. По второму варианту мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена, и сшитый каучук, представляющий собой сополимер акрилонитрила и бутадиена. По другому варианту изофталевую кислоту используют в качестве полимеризующегося кислотного мономера в комбинации с фосфатным сложным эфиром. По другому варианту мономерный компонент включает промотор режима когезионного разрушения, представляющий собой этерифицированную канифоль или тальк. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к метакрилатным конструкционным клеям и к способам использования таких клеев.
Известный уровень техники
Конструкционные клеи хорошо известны для соединения металла с металлом, металла с пластмассой и пластмассы с пластмассой. Конструкционные клеи являются привлекательной альтернативой методам механического соединения, таким как заклепывание или точечная сварка, поскольку конструкционные клеи распределяют напряжение под нагрузкой по обширным поверхностям, а не концентрируют такие напряжения в нескольких точках. При использовании конструкционных клеев можно понизить или исключить стоимость окончательной отделки, поскольку для получения эстетически привлекательного внешнего вида нет необходимости прятать крепеж. Использование конструкционных клеев также позволяет получать продукты более чисто и тихо, поскольку за счет этих клеев осуществляют соединение без воды, пыли и шума. Кроме того, их можно использовать для соединения разнообразных материалов без существенной подготовки поверхности.
Несмотря на их привлекательность, известные конструкционные клеи имеют несколько потенциальных недостатков. Несмотря на то, что известные конструкционные клеи имеют хорошие характеристики при высокой температуре и хорошую долговечность, соединение, которое они создают, является жестким. Жесткое соединение неравномерно распределяет нагрузку по соединению, приводя к тому, что нагрузка на краях соединения выше, чем нагрузка в середине соединения. Таким образом, когда две детали соединены вместе внахлест, увеличение размера нахлеста не приводит к значительному увеличению прочности соединения. Более того, неравномерная нагрузка на жесткие конструкционные клеи может приводить к повреждению детали, поскольку клей будет не разрушаться, а сдирать краску и покрытие или в некоторых случаях разрывать волокно армированной пластмассы.
Кроме того, известны конструкционные клеи, которые преодолевают проблему жесткости. Данные эластичные клеи равномерно распределяют нагрузку по соединению. Результат данного явления заключается в том, что нагрузка эффективно поглощается и распределяется. Однако известные гибкие конструкционные клеи имеют неприемлемо плохие характеристики при высокой температуре и недостаточную долговечность.
Поэтому авторы изобретения осознали необходимость в конструкционном клее, который имеет превосходную гибкость, хорошие характеристики при высокой температуре и хорошую долговечность и который в то же время пригоден к эксплуатации без существенной подготовки поверхности. Авторы изобретения также осознали необходимость в конструкционном клее, который вызывает незначительные повреждения покрашенных или покрытых деталей.
Краткое изложение изобретения
Настоящее изобретение относится к нескольким композициям для использования в качестве конструкционного клея. Композиции включают мономерный компонент и каталитический компонент. В одном аспекте мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и изопрена, второй эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена, и сшитый каучук, представляющий собой сополимер акрилонитрила и бутадиена. Во втором аспекте мономерный компонент включает первый эластомерный материал, представляющий собой блок-сополимер стирола и бутадиена, и сшитый каучук, представляющий собой сополимер акрилонитрила и бутадиена. Изофталевую кислоту используют в качестве полимеризующегося кислотного мономера в комбинации с фосфатным сложным эфиром. Мономерный компонент включает промотор режима когезионного разрушения, представляющий собой этерифицированную канифоль или тальк.
Подробное описание изобретения
Описываемые композиции конструкционного клея включают, по меньшей мере, два компонента. Первый или мономерный компонент композиции может иметь несколько подкомпонентов, включая мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир, дополнительные мономеры и, по меньшей мере, один эластомерный материал. Мономерный компонент также может включать, помимо прочего, усилители адгезии, сшитые каучуки, инициаторы, представляющие собой третичные амины, ингибиторы, промоторы времени схватывания пленки по краям, тиксотропные агенты, антиоксиданты, пластификаторы, тальк и промоторы режима когезионного разрушения. Второй или каталитический компонент композиции включает катализатор полимеризации.
Мономеры, представляющие собой метакрилатный сложный эфир, включают мономеры, где спиртовая часть сложноэфирной группы содержит от одного до восьми атомов углерода. Примерами таких сложноэфирных мономеров являются метилметакрилат (ММА), этилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, цикло-10-гексилметакрилат и их смеси. Предпочтительным сложноэфирным мономером является ММА.
Дополнительные мономеры, которые можно использовать в комбинации с мономерами, представляющими собой метакрилатный сложный эфир, представляют собой акрилатные сложные эфиры, где спиртовая часть сложного эфира содержит от одного до восьми атомов углерода, примерами которых являются метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат и 2-этилгексилакрилат. Другими применимыми мономерами являются акрилонитрил, метакрилонитрил, стирол, винилтолуол и аналогичные соединения.
Другими дополнительными мономерами, которые можно использовать в комбинации с мономерами, представляющими собой метакрилатный сложный эфир, являются способные полимеризоваться, содержащие этиленовую ненасыщенность моно- или поликарбоновые кислоты. Примерами таких кислот являются акриловая кислота, метакриловая кислота (МАК), изофталевая кислота (ИФК), кротоновая кислота, малеиновая кислота и фумаровая кислота. Предпочтительными кислотами являются МАК или ИФК.
По меньшей мере, один эластомерный материал можно выбрать из блок-сополимеров стирола и изопрена или бутадиена, которые содержат примерно от 10 до 50 масс.% стирола. Например, подходящие блок-сополимеры стирола и изопрена включают блок-сополимеры с содержанием стирола примерно 10-20 масс.%, причем предпочтительны сополимеры с содержанием стирола примерно 17 масс.%. Одним таким блок-сополимером является Kraton™ D-1117 компании Shell Oil. Подходящие блок-сополимеры стирола и бутадиена включают блок-сополимеры с содержанием стирола примерно 10-50 масс.%. Один предпочтительный сополимер бутадиена и стирола имеет содержание стирола примерно 18 масс.%, в то время как другой имеет содержание стирола примерно 44-45 масс.%. Примеры предпочтительных блок-сополимеров включают Kraton™ D-KX-222C компании Shell Oil и Stereon™ 840 и 857A компании Firestone Polymers. Дополнительные применимые эластомерные материалы включают полихлоропреновый и нитрильный каучук (сополимеры акрилонитрила и бутадиена).
Усилитель адгезии увеличивает способность композиции приклеиваться к оцинкованной стали. Несмотря на то, что можно использовать известные усилители адгезии, предпочтительно использовать фосфатный сложный эфир, поскольку эластичность не приносится в жертву увеличению адгезии. Фосфатный сложный эфир, предпочтительно, выбирают так, чтобы он соответствовал мономеру, представляющему собой метакрилатный сложный эфир. Один предпочтительный усилитель адгезии представляет собой монометакрилатный фосфатный сложный эфир, имеющийся в продаже под торговой маркой CD 9050 компании Sartomer of Exton, PA.
Сшитый каучук увеличивает сопротивление удару и гибкость композиции и, предпочтительно, выбран так, чтобы он легко растворялся в других подкомпонентах мономерного компонента. Предпочтительно, сшитый каучук имеет средний размер частиц менее 0,5 мм. Одним подходящим сшитым каучуком является нитрильный каучук (сополимеры акрилонитрила и бутадиена). Например, подходящие нитрильные каучуки включают каучуки с содержанием акрилонитрила примерно 30-35 масс.%, причем предпочтительными являются каучуки с содержанием акрилонитрила примерно 33 масс.%. Одним примером нитрильного каучука является Zealloy™ 1422 компании Zeon Chemicals. Другим подходящим сшитым каучуком может являться акрилатный тройной сополимер, такой как полимеры линии Sunigum™, производимые компанией Goodyear Chemical.
Инициатор, представляющий собой третичный амин, помогает ускорять реакцию мономеров, представляющих собой метакрилатный сложный эфир, с катализатором полимеризации и выбран из N,N-диметиланилина, N,N-диметилтолуидина (ДМТ), N,N-диэтиланилина, N,N-диэтилтолуидина, N,N-бис[дигидроксиэтил]-п-толуидина, N,N- бис[дигидроксипропил]-п-толуидина и аналогичных соединений.
Ингибитор увеличивает срок хранения композиции. Можно использовать известные ингибиторы, но предпочтительными являются бензохиноны, причем нафтохинон наиболее предпочтителен. Промотор времени схватывания пленки по краям, как подсказывает название, увеличивает продолжительность времени, в течение которого на клее не образуется пленка. Подходящие промоторы времени схватывания пленки по краям включают различные воски, причем твердый парафин, такой как IGI 1977 компании International Group, является предпочтительным. Тиксотропный агент можно использовать для увеличения вязкости мономерного компонента и, таким образом, для предотвращения стекания или образования наплывов клея при вертикальном нанесении. Подходящие тиксотропные агенты известны специалистам в данной области и включают полиамидные тиксотропные агенты, причем Disparlon 6100 компании King Industries является предпочтительным. Подходящие антиоксиданты известны специалисту в данной области, причем предпочтительным антиоксидантом является 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, также известный как ионол. Для снижения вязкости мономерного компонента можно использовать пластификатор. Можно использовать известные пластификаторы, причем предпочтительным пластификатором является диизодециладипат (ДИДА).
Мономерный компонент также может включать промотор режима когезионного разрушения. При разрушении конструкционного клея желательно, чтобы клей оставался на обеих получающихся в результате деталях. Это называется режимом когезионного разрушения. Примеры промоторов режима когезионного разрушения включают любую этерифицированную канифоль, такую как талловое масло, живичную канифоль, причем экстракционная канифоль является предпочтительным типом этерифицированной канифоли. В качестве промотора режима когезионного разрушения также можно использовать тальк. Подходящие тальки выбирают, основываясь на стоимости. В качестве промотора режима когезионного разрушения можно использовать разнообразные этерифицированные канифоли и/или тальки в комбинации или по отдельности.
Мономерный компонент можно изготовить следующей ниже процедурой или процедурами, известными специалисту в данной области. Предпочтительно, готовят раствор каждого эластомерного материала в мономере, представляющем собой метакрилатный сложный эфир. Подобным образом, если необходимо использовать промотор режима когезионного разрушения, антиоксидант или ингибитор, то готовят растворы в мономере, представляющем собой метакрилатный сложный эфир. Кроме того, готовят раствор промотора времени схватывания пленки по краям в ксилоле. Другие компоненты можно добавлять неразбавленными.
Несмотря на то, что можно использовать любой порядок добавления подкомпонентов мономерного компонента, предпочтительным является следующий ниже порядок. К раствору(ам) эластомера(ов) добавляют раствор промотора режима когезионного разрушения, если он присутствует. Затем добавляют остающуюся часть неразбавленного мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир, после чего следует пластификатор, усилитель адгезии, промотор времени схватывания пленки по краям, антиоксидант, ингибитор, дополнительные мономеры и инициатор, представляющий собой третичный амин. Нет необходимости включать все подкомпоненты в каждый мономерный компонент. Включенные подкомпоненты смешивают. Затем добавляют тальк и сшитый каучук, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания. Затем добавляют тиксотропный агент и продолжают перемешивание. Смеситель останавливают и смеси дают постоять. Чтобы гарантировать, что тиксотропный агент должным образом активирован, и обеспечить полное набухание сшитого каучука, можно повторно перемешать смесь и дать ей постоять. После того как ей дают постоять, смесь перемешивают для получения однородной консистенции. Наконец, смесь перемешивают под вакуумом, чтобы удалить захваченный воздух. Как правило, количество мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир, можно увеличить, чтобы компенсировать потери, связанные с приложением вакуума.
В одном аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенный предел прочности на сдвиг при соединении внахлест при высокой температуре, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 1:
| Подкомпонент | Подходящее | Предпочтительное |
| Эластомерный материал 1 | 15-35 масс.% | 20-30 масс.% |
| Эластомерный материал 2 | 1-20 масс.% | 4-15 масс.% |
| Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир | 50-70 масс.% | 54-61 масс.% |
| Полимеризующийся кислотный мономер | до 10 масс.% | 2-5 масс.% |
| Сшитый каучук | до 15 масс.% | 2-10 масс.% |
| Инициатор, представляющий собой третичный амин | до 5 масс.% | 0,5-2 масс.% |
| Ингибитор | до 2 масс.% | <0,1 масс.% |
| Промотор времени схватывания пленки по краям | до 5 масс.% | 1-3 масс.% |
В другом аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенную адгезию к оцинкованной стали и алюминию и в то же время сохраняющий хорошую гибкость, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 2:
| Подкомпонент | Подходящее | Предпочтительное |
| Эластомерный материал | 15-35 масс.% | 20-30 масс.% |
| Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир | 50-70 масс.% | 50-65 масс.% |
| Полимеризующийся кислотный мономер | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Сшитый каучук | до 20 масс.% | 2-10 масс.% |
| Тиксотропный агент | до 6 масс.% | 1-4 масс.% |
| Инициатор, представляющий собой третичный амин | до 3 масс.% | 0,1-1,5 масс.% |
| Ингибитор | до 1 масс.% | <0,02 масс.% |
| Промотор времени схватывания пленки по краям | до 5 масс.% | 1-4 масс.% |
В третьем аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенное упругое восстановление, и в то же время имеет в целом режим когезионного разрушения, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 3:
| Подкомпонент | Подходящее | Предпочтительное |
| Эластомерный материал 1 | 10-30 масс.% | 15-23 масс.% |
| Эластомерный материал 2 | 5-20 масс.% | 9-15 масс.% |
| Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир | 40-65 масс.% | 45-60 масс.% |
| Полимеризующийся кислотный мономер | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Фосфатный сложный эфир | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Сшитый каучук | 2-15 масс.% | 5-10 масс.% |
| Инициатор, представляющий собой третичный амин | до 5 масс.% | 0,5-3 масс.% |
| Промотор времени схватывания пленки по краям | до 5 масс.% | 1-3 масс.% |
| Тиксотропный агент | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Ингибитор | до 2 масс.% | <1 масс.% |
В четвертом аспекте мономерный компонент, который имеет улучшенное упругое восстановление, содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 4:
| Подкомпонент | Подходящее | Предпочтительное |
| Эластомерный материал 1 | 15-35 масс.% | 20-30 масс.% |
| Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир | 45-65 масс.% | 50-60 масс.% |
| Полимеризующийся кислотный мономер | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Фосфатный сложный эфир | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Сшитый каучук | 2-15 масс.% | 1-10 масс.% |
| Инициатор, представляющий собой третичный амин | до 5 масс.% | 0,5-3 масс.% |
| Промотор времени схватывания пленки по краям | до 5 масс.% | 1-3 масс.% |
| Тиксотропный агент | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Промотор режима когезионного разрушения | до 20 масс.% | 1-10 масс.% |
| Пластификатор | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Антиоксидант | до 5 масс.% | 0,01-0,5 масс.% |
| Ингибитор | до 2 масс.% | <1 масс.% |
В другом аспекте мономерный компонент содержит подкомпоненты, перечисленные в таблице 5:
| Подкомпонент | Подходящее | Предпочтительное |
| Эластомерный материал 1 | 10-25 масс.% | 12-22 масс.% |
| Эластомерный материал 2 | 1-10 масс.% | 2-6 масс.% |
| Мономер, представляющий собой метакрилатный сложный эфир | 50-70 масс.% | 55-65 масс.% |
| Полимеризующийся кислотный мономер | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Фосфатный сложный эфир | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Порошок сшитого каучука | 2-15 масс.% | 1-10 масс.% |
| Инициатор, представляющий собой третичный амин | до 5 масс.% | 0,5-3 масс.% |
| Промотор времени схватывания пленки по краям | до 5 масс.% | 1-3 масс.% |
| Тиксотропный агент | до 10 масс.% | 1-5 масс.% |
| Промотор режима когезионного разрушения | до 20 масс.% | 1-10 масс.% |
| Ингибитор | до 2 масс.% | <1 масс.% |
Каталитический компонент композиции представляет собой катализатор полимеризации. Подходящие катализаторы включают генераторы свободных радикалов, которые инициируют полимеризацию мономерного компонента. Такими катализаторами являются пероксиды, гидроксипероксиды, перэфиры и надкислоты. Примерами данных катализаторов являются пероксид бензоила, гидропероксид кумена, гидропероксид трет-бутила, пероксид дикумила, трет-бутилпероксиацетат, трет-бутилпербензоат, ди(трет-бутил)азодиизобутиронитрил и аналогичные соединения. В качестве катализатора также можно использовать лучистую энергию, например ультрафиолетовый свет и тепло. Предпочтительным катализатором является паста 18 масс.% безводного пероксида бензоила.
При использовании два компонента композиции по изобретению объединяют и затем наносят на детали, которые необходимо соединить. Альтернативно, два компонента можно нанести по отдельности на детали, которые необходимо соединить, и соединение деталей служит для соединения двух компонентов. Когда в качестве второго компонента используют лучистую энергию, лучистой энергией можно воздействовать на первый компонент до или после того, как первый компонент нанесен на деталь.
Типично, соотношение мономерного компонента к каталитическому компоненту композиции может находиться в диапазоне от 30:1 до примерно 1:1. Более предпочтительно, соотношение составляет от 15:1 до 5:1. Наиболее предпочтительно, соотношение мономерного компонента к каталитическому компоненту составляет 10:1.
ПРИМЕРЫ
Готовят и испытывают следующие композиции. Тестируемые образцы мономерного компонента готовят, как описано выше, где масс.% относятся к композиции мономерного компонента. Для всех тестируемых образцов каталитический компонент представляет собой 18% пасту пероксида бензоила. Для сравнения тестируемых образцов используют отношение 10:1 (мономерный компонент: каталитический компонент).
Для использования конструкционного клея мономерный компонент смешивают с каталитическим компонентом и наносят на детали, которые затем соединяют вместе. Предел прочности при растяжении, удлинение и модуль полученных в результате композиций измеряют процедурами, изложенными в ASTM D638-95, в то время как предел прочности на сдвиг при соединении внахлест измеряют по ASTM D1002-94. Упругое восстановление композиции рассчитывают, получая кривую прочности от нагрузки, исходя из модуля композиции. Линейная часть кривой соответствует упругому восстановлению композиции.
Пример 1
| Подкомпонент | Масс.% |
| Kraton D-1117 | 25 |
| Stereon 840 | 9 |
| ММА | 54 |
| МАК | 3 |
| Zealloy 1422 | 6 |
| ДМТ | 1,2 |
| Нафтохинон | 0,01 |
| IGI 1977 | 2 |
Готовят 35% раствор Kraton D-1117 в ММА, также как 35% раствор Stereon 840 в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.
К раствору Kraton D-1117 добавляют раствор Stereon 840, после чего следует добавление оставшегося количества ММА. Затем по порядку добавляют раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, МАК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.
Результаты тестов для примера 1
| Предел прочности при растяжении | 1060 фунт/кв.дюйм |
| Удлинение | 180-230% |
| Модуль | 5600 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 72°F | 700 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 180°F | 75 фунт/кв.дюйм |
| Упругое восстановление | 10% |
Duraplate™, продаваемый компанией Wabash National, представляет собой пластмассу, помещенную посередине двух слоев стали. Duraplate™ и аналогичные материалы обычно используют при производстве транспортных средств.
Пример 2
| Подкомпонент | Масс.% |
| Kraton D-KX-222C | 26,5 |
| ММА | 58,6 |
| МАК | 3 |
| Zealloy 1422 | 6 |
| Disparlon 6100 | 2,8 |
| ДМТ | 0,7 |
| Нафтохинон | 0,01 |
| IGI 1977 | 2,8 |
Готовят 1% раствор нафтохинона в ММА, а также готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле. Готовят раствор Kraton D-KX-222C в ММА, к которому по порядку добавляют раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, МАК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.
Результаты тестов для примера 2
| Предел прочности при растяжении | 1550 фунт/кв.дюйм |
| Удлинение | 86% |
| Модуль | 21000 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 72°F | 1240 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на Duraplate™ @ 180°F | 590 фунт/кв.дюйм |
| Упругое восстановление | 5% |
Пример 3
| Подкомпонент | Масс.% |
| Kraton D-1117 | 19 |
| Stereon 840 | 12 |
| ММА | 52 |
| ИФК | 2 |
| CD 9050 | 3 |
| Zealloy 1422 | 7 |
| ДМТ | 1,2 |
| IGI 1977 | 1,5 |
| Disparlon 6100 | 2 |
| Нафтохинон | 0,01 |
Готовят 35% раствор Kraton D-1117 в ММА, а также готовят 35% раствор Stereon 840 в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.
К раствору Kraton D-1117 добавляют раствор Stereon 840, после чего следует добавление оставшейся части ММА. Затем по порядку добавляют CD 9050, раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, ИФК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.
Результаты тестов для примера 3
| Предел прочности при растяжении | 1120 фунт/кв.дюйм |
| Удлинение | 120% |
| Модуль | 7700 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 72°F | 1400 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 72°F | 1460 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 170°F | 180 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 170°F | 180 фунт/кв.дюйм |
| Упругое восстановление | 5% |
Пример 4
| Подкомпонент | Масс.% |
| Kraton D-KX-222C | 26 |
| ММА | 54 |
| ИФК | 2 |
| CD 9050 | 3 |
| Zealloy 1422 | 4 |
| ДМТ | 1 |
| IGI 1977 | 2 |
| Disparlon 6100 | 1 |
| Sylvaros PR R-85 | 2 |
| Тальк | 2 |
| ДИДА | 2 |
| Ионол | 0,1 |
| Нафтохинон | 0,01 |
Готовят 35% раствор Kraton D-KX-222C в ММА, а также 40% раствор Sylvaros PR R-85 в ММА, 40% раствор ионола в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.
К раствору Kraton D-KX-222C добавляют раствор Sylvaros PR R-85, после чего следует добавление оставшегося количества ММА. Затем по порядку добавляют ДИДА, CD 9050, раствор IGI 1977, раствор ионола, раствор нафтохинона, ИФК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют тальк и Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.
Результаты тестов для примера 4
| Предел прочности при растяжении | 1550 фунт/кв.дюйм |
| Удлинение | 81% |
| Модуль | 8800 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 72°F | 1400 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 72°F | 1630 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 170°F | 470 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 170°F | 401 фунт/кв.дюйм |
| Упругое восстановление | 7% |
Пример 5
| Подкомпонент | Масс.% |
| Неопрен | 17 |
| Нитрильный каучук | 4 |
| ММА | 60 |
| ИФК | 2 |
| CD 9050 | 3 |
| Zealloy 1422 | 5,5 |
| ДМТ | 1 |
| IGI 1977 | 2 |
| Disparlon 6100 | 2 |
| Sylvaros PR R-85 | 2,5 |
| Нафтохинон | 0,01 |
Готовят 35% раствор неопрена в ММА, а также 35% раствор нитрильного каучука в ММА, 40% раствор Sylvaros PR R-85 в ММА и 1% раствор нафтохинона в ММА. Кроме того, готовят 10% раствор IGI 1977 в ксилоле.
К раствору неопрена добавляют раствор нитрильного каучука и раствор Sylvaros PR R-85, после чего следует добавление оставшегося количества ММА. Затем по порядку добавляют CD 9050, раствор IGI 1977, раствор нафтохинона, ИФК и ДМТ. Данные подкомпоненты смешивают примерно при 800 об/мин в течение 10 минут. Затем добавляют Zealloy 1422, в то же время медленно увеличивая скорость перемешивания примерно до 900 об/мин, и данную скорость поддерживают в течение примерно 15 минут. Затем добавляют Disparlon 6100 и перемешивают в течение дополнительных 15 минут при 900 об/мин. Смеси дают постоять в течение, по меньшей мере, трех часов, после чего смесь перемешивают примерно при 1200 об/мин в течение 20 минут, получая однородную консистенцию. Затем смесь перемешивают примерно при 50 об/мин, в то же время вакуумируя смесь для удаления из нее захваченного воздуха.
Результаты тестов для примера 5
| Предел прочности при растяжении | 2070 фунт/кв.дюйм |
| Удлинение | 87% |
| Модуль | 41000 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 72°F | 2000 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 72°F | 1900 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на оцинкованной стали @ 170°F | 700 фунт/кв.дюйм |
| Предел прочности на сдвиг при соединении внахлест на алюминии @ 170°F | 500 фунт/кв.дюйм |
| Упругое восстановление | <2% |
В то время как изобретение было конкретно описано в связи с определенными конкретными вариантами осуществления на практике и их примерами, необходимо понимать, что это дается в качестве иллюстрации, а не ограничения, и объем прилагаемой формулы изобретения следует толковать так широко, насколько будет позволять предшествующий уровень техники.
1. Композиция, применяемая в качестве конструкционного клея, содержащая подкомпонент, содержащий
15-35 мас.% первого эластомерного материала, который представляет собой блок-сополимер стирола и изопрена,
1-20 мас.% второго эластомерного материала, который представляет собой блок-сополимер стирола и бутадиена,
50-70 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,
до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,
до 15 мас.% сшитого каучука, который представляет собой сополимер акрилонитрила и бутадиена,
до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,
до 2 мас.% ингибитора и
до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям и
каталитический компонент.
2. Композиция по п.1, где блок-сополимер стирола и изопрена имеет содержание стирола примерно 17%, блок-сополимер стирола и бутадиена имеет содержание стирола примерно 18%, а сополимер акрилонитрила и бутадиена имеет содержание акрилонитрила примерно 33%.
3. Композиция, применяемая в качестве конструкционного клея, содержащая подкомпонент, содержащий
15-35 мас.% первого эластомерного материала,
50-70 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,
до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,
до 20 мас.% сшитого каучука,
до 6 мас.% тиксотропного агента,
до 3 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,
до 1 мас.% ингибитора, и
до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям и
каталитический компонент.
4. Композиция по п.3, где первый эластомерный материал представляет собой блок-сополимер стирола и бутадиена, а сшитый каучук представляет собой сополимер акрилонитрила и бутадиена.
5. Композиция по п.4, где блок-сополимер стирола и бутадиена имеет содержание стирола примерно 44-45%, а сополимер акрилонитрила и бутадиена имеет содержание акрилонитрила примерно 33%.
6. Композиция, применяемая в качестве конструкционного клея, содержащая подкомпонент, содержащий
10-30 мас.% первого эластомерного материала,
5-20 мас.% второго эластомерного материала,
40-65 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,
до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,
до 10 мас.% фосфатного сложного эфира,
2-15 мас.% сшитого каучука,
до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,
до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям,
до 2 мас.% ингибитора, и
до 10 мас.% тиксотропного агента и
каталитический компонент.
7. Композиция по п.6, где полимеризующаяся кислота представляет собой изофталевую кислоту.
8. Композиция, применяемая в качестве конструкционного клея, содержащая подкомпонент, содержащий
15-35 мас.% первого эластомерного материала, который представляет собой блок-сополимер стирола и бутадиена,
45-65 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,
до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера, который представляет собой изофталевую кислоту,
до 10 мас.% сложного фосфатного эфира,
2-15 мас.% сшитого каучука, который представляет собой сополимер акрилонитрила и бутадиена,
до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,
до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям,
до 10 мас.% тиксотропного агента,
до 20 мас.% промотора режима когезионного разрушения,
до 10 мас.% пластификатора,
до 5 мас.% антиоксиданта и
до 2 мас.% ингибитора и
каталитический компонент,
где промотор режима когезионного разрушения включает этерифицированную канифоль или тальк.
9. Композиция по п.8, где подкомпонент включает до 10 мас.% изофталевой кислоты.
10. Композиция по п.8, где промотор режима когезионного разрушения представляет собой комбинацию экстракционной канифоли и талька.
11. Композиция по п.10, где подкомпонент включает 0,01-20 мас.% промотора режима когезионного разрушения.
12. Композиция, применяемая в качестве конструкционного клея, содержащая подкомпонент, содержащий
10-25 мас.% первого эластомерного материала,
1-10 мас.% второго эластомерного материала,
50-70 мас.% мономера, представляющего собой метакрилатный сложный эфир,
до 10 мас.% полимеризующегося кислотного мономера,
до 10 мас.% сложного фосфатного эфира,
2-15 мас.% сшитого каучука,
до 5 мас.% инициатора, представляющего собой третичный амин,
до 5 мас.% промотора времени схватывания пленки по краям,
до 10 мас.% тиксотропного агента,
до 20 мас.% промотора режима когезионного разрушения, и
до 2 мас.% ингибитора и
каталитический компонент,
где промотор режима когезионного разрушения включает этерифицированную канифоль или тальк.
13. Композиция по п.12, где полимеризующийся кислотный мономер представляет собой изофталевую кислоту.
14. Композиция по п.12, где первый эластомерный материал представляет собой полихлоропрен, а второй эластомерный материал представляет собой сополимер акрилонитрила и бутадиена.
15. Композиция по п.12, где промотор режима когезионного разрушения представляет собой комбинацию экстракционной канифоль и талька.
16. Композиция по п.12, где подкомпонент включает 0,01-20 мас.% промотора режима когезионного разрушения.
