Клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера

Изобретение относится к области клеевых композиций и может применяться для склеивания металлических изделий и устранения дефектов металлоконструкций. Композиция содержит, мас.ч.: эпоксидный олигомер 100, отвердитель 14, диоксид кремния, аппретированный γ-аминопропилтриэтоксисиланом 200, железо карбонильное либо оксид железа 100. Изобретение позволяет повысить прочность при сдвиге и отрыве. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 пр.

 

Изобретение относится к области клеевых композиций, в частности к клеевым композициям на основе эпоксидного олигомера, предназначенным для устранения дефектов металлоконструкций, емкостей, трубопроводов и т.д., возникающих в процессе их эксплуатации в результате коррозии и механического износа, а также для склеивания металлических изделий.

Известна клеевая эпоксидная композиция [RU 2188840 от 10.09.2002 г., C09J 163/02] на основе эпоксидно-диановой смолы, сложноэфирного пластификатора, дициандиамидного отвердителя и наполнителя (смесь оксида цинка и диоксида кремния и содержит дополнительно оксид кальция).

Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, является известная клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера, аминного отвердителя, например полиэтиленполиамина, и оксидного наполнителя, представляющая собой природную смесь оксидов кремния, алюминия, кальция, железа, магния, калия, натрия, титана [RU 2099381, опубл. 20.12.1997, 6 C09J 163/02]. Однако указанная композиция обладает недостаточной адгезией при склеивании металлов и, возможно, у композиции недостаточная водостойкость и высокий износ.

Задачей изобретения является повышение адгезионной способности (повышение прочности на сдвиг и отрыв) эпоксидной клеевой композиции.

Поставленная цель достигается за счет того, что клеевая композиция содержит в основе эпоксидный олигомер, полиэтиленполиамин, а в качестве наполнителей - диоксид кремния, обработанный γ-аминопропилтриэтоксисиланом, и железо карбонильное (либо оксид железа).

Клеевую композицию готовят смешением при комнатной температуре эпоксидного олигомера ЭД-20 (ГОСТ 1587-84), полиэтиленполиамина (ТУ 2413-357-00203447-99) и наполнителей: железо карбонильное (ГОСТ 13610) или оксид железа (ТУ 2611-023-576-270-01) + диоксид кремния (ГОСТ 22551-77), обработанный γ-аминопропилтриэтоксисиланом.

Обработку диоксида кремния проводят путем его перемешивания в толуольном растворе γ-аминопропилтриэтоксисилана.

Композицию наносят шпателем на приклеиваемый материал. Образец, предназначенный для испытаний на сдвиг, представляет собой две полосы листового материала, склеенные между собой внахлестку. Формы и размеры образцов соответствуют ГОСТ 14759-69. Образец, предназначенный для испытания на отрыв, представляет собой две одинаковые части в виде грибков. Форма и размер образцов соответствуют ГОСТ 14760-69. Склеенные образцы выдерживают до испытания не менее 24 часов под давлением 0,15 МПа.

Испытание прочности клеевого шва на сдвиг и отрыв проводилось по ГОСТ 14759-69, 16760-69, составы композиций приведены в табл.1. Результаты испытаний прочности клеевого шва известных композиций по изобретению указаны в табл.2.

Пример 11-21

На поверхность предварительно обезжиренной и зашкуренной пластины и грибка, изготовленных по ГОСТ 14759-69, 14760-69, наносят шпателем клеевую композицию по примерам 1-10 и сверху под давлением 0,15 МПа прижимают такую же металлическую пластину и грибок. Склеенные образцы выдерживают до испытания не менее 24 часов. Формы и размеры образцов, испытание прочности клеевого шва на сдвиг и отрыв проводят по ГОСТ 14759-69, 14760-69.

Результаты, полученные для клеевых композиций по примерам 1-10, представляют собой соответственно примеры 11-20.

Для сопоставления была взята клеевая композиция указанного выше прототипа и результаты представляют собой пример 21. Результаты испытаний по примерам 11-21 представлены в табл.2.

Влагопоглощение всех полученных эпоксидных клеевых композиций низкое и составляет 0,03-0,06%, а износостойкость не превышает 2%.

Таблица 1
Состав клеевых композиций, мас.ч.
№ п/п	Наименование компонентов	Номера примеров
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Эпоксидный олигомер (ГОСТ 1587-84)	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
2	Полиэтиленполиамин (ТУ 2413-357-00203447-99)	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14
3	Диоксид кремния (ГОСТ 8736-93)	200	100					100
4	Диоксид кремния, обработанный γ-аминопропилтриэтоксисиланом			200	100	100	200		100	100	200
5	Железо карбонильное (ГОСТ 13610)		100		200	100	100
6	Оксид железа (III) (ТУ 2611-023-576-270-01)							100	200	100	100

Таблица 2
Адгезионные свойства клеевых композиций
№ примера	Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа	Предел прочности клеевого соединения при отрыве, МПа
1	2	3
11	13	23
12	13	36
13	13	25
14	10,5	40
15	12,5	38
16	16	45
17	12,5	30
18	10	34
19	14	40
20	90	32
21	1,15	--

1. Клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера, полиэтиленполиамина и оксидного наполнителя, отличающаяся тем, что в качестве оксидного наполнителя она содержит диоксид кремния, обработанный γ-аминопропилтриэтоксисиланом, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидный олигомер	100
Полиэтиленполиамин	14
SiO2, обработанный γ-аминопропилтриэтоксисиланом	200

2. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной составляющей она дополнительно содержит железо карбонильное при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидный олигомер	100
Полиэтиленполиамин	14
SiO2, обработанный γ-аминопропилтриэтоксисиланом	200
Железо карбонильное	100

3. Клеевая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве адгезионной составляющей она дополнительно содержит оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидный олигомер	100
Полиэтиленполиамин	14
SiO2, обработанный γ-аминопропилтриэтоксисиланом	200
Оксид железа (III)	100