Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы

Авторы патента:

C09J163/02 - простые полиглицидные эфиры бисфенолов

C09J163/00 - Клеящие вещества на основе эпоксидных смол; клеящие вещества на основе производных эпоксидных смол

Владельцы патента RU 2730319:

Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" (RU)

Изобретение относится к эпоксидным конструкционным клеевым композициям холодного отверждения с повышенной эластичностью и прочностью. Предназначено для изготовления покрытий стеклопластиковых изделий, герметизации и изоляции в электротехнике и применения в различных областях промышленности. Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы, отвердителя и наполнителя. В качестве наполнителя используются углеродные нанотрубки. Композиция содержит компоненты при следующем соотношении мас.ч.: эпоксидная смола К-153 100, отвердитель полиэтиленполиамин 10-15, углеродные нанотрубки 0,0017-0,003. Изобретение позволяет получить клеевую композицию с улучшенными технологическими возможностями и с повышенными прочностными характеристиками. 1 табл.

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к эпоксидным конструкционным клеевым композициям холодного отверждения с повышенной эластичностью и прочностью. Предназначено для изготовления покрытий стеклопластиковых изделий, герметизации и изоляции в электротехнике и применения в различных областях промышленности.

Из патентной литературы известна клеевая композиция (RU №2494134), относящаяся к эпоксидным конструкционным клеям холодного отверждения с высокой эластичностью и прочностью. Данная клеевая композиция имеет следующий состав: эпоксидно-диановая смола, дифункциональный олигооэфирэпоксид, трифункциональный олигооэфирэпоксид, низкомолекулярная полиамидная смола, наполнитель.

При создании тонкого клеевого соединения -100 мкм, наполнитель, влияющий на толщину слоя, не используется, что уменьшает прочностные характеристики клеевого соединения.

Из технической литературы известен модифицированный эпоксидный клей К-153 (ОСТ 92-0949-2014), который можно принять за более близкий аналог (прототип) предлагаемого изобретения.

Клей К-153 имеет следующий состав: эпоксидно-диановая смола 100 м.ч., отвердитель - полиэтиленполиамин 10-15 м.ч., наполнитель - 60-80 м.ч. (портландцемент марки 400 или 500 по ГОСТ 10178, или тальк марки ТРПН по ГОСТ 19729, или кварц молотый пылевидный, или нитрид бора. Клей готовят на месте потребления путем смешения компонентов.

Недостаток модифицированной эпоксидной смолы К-153 заключается в том, что при нанесении на изделие тонкого клеевого соединения ~100 мкм, для его попадания в имеющиеся конструктивные щелевые зазоры, производится заливка без наполнителя, что уменьшает прочностные характеристики покрытия.

Технической задачей изобретения является создание клеевой композиции с улучшенными технологическими возможностями и с повышенными прочностными характеристиками.

Поставленная задача решается тем, что в клеевой композиции на основе эпоксидной смолы, отвердителя и наполнителя, в качестве наполнителя используются углеродные нанотрубки (УНТ) при следующем соотношении мас.ч.:

эпоксидная смола К-153 (ТУ 2225-598-11131395-01)	100
отвердитель полиэтиленполиамин (ТУ 2413-357-0020344-99)	10-15
углеродные нанотрубки	0,0017-0,003

Сопоставительный анализ предлагаемой клеевой композиции и прототипа позволяет сделать вывод о том, что заявляемая клеевая эпоксидная композиция отличается от известной использованием в ее составе УНТ в количестве 0,0017-0,003 массовых частей, вместо портландцемента, кварца и других подобных наполнителей, что позволяет сделать вывод о новизне.

Из патентной литературы известно использование УНТ в качестве наполнителя, например, изобретение по патенту RU №2405795, в котором на 100 массовых частей эпоксидной смолы берутся УНТ в количестве от примерно 0,05 массовых частей до примерно 1 массовой части и дискретный волокнистый наполнитель в количестве от примерно 5 массовых частей до примерно 35 массовых частей. Получение указанной композиции проводится в несколько этапов. На первом происходит подготовка суспензии с функционализованными гидроксильными или карбоксильными группами углеродных нанотрубок в метилэтилкетоновом растворителе. На втором этапе в приготовленную суспензию вводят дискретный волокнистый наполнитель, в качестве которого используется воластонит с диаметром волокон от примерно 10 мкм до примерно 20 мкм при отношении длины к диаметру волокон от примерно 5 до примерно 100. На третьем этапе из полученной смеси удаляют метилэтилкетоновый растворитель и четвертом этапе вводят в эпоксидное связующее.

Недостатком данного способа является то, что он требует функционализированных УНТ с присоединенными к ним функциональными химическими группами: кислород, карбоксильные группы и др.), и кроме них - углеродное волокно и обработку ультразвуком.

Указанные недостатки значительно усложняют получение клеевой композиции требуемой прочности при достаточной ее унификации.

Сказанное позволяет сделать вывод об изобретательском уровне предлагаемой авторами клеевой композиции.

Клеевую композицию на основе эпоксидной смолы готовят на месте потребления путем смешения компонентов.

В эпоксидную смолу К-153 (ТУ 2225-598-11131395-01) массовой долей 100 м.ч. добавляется отвердитель полиэтиленполиамин (ТУ 2413-357-0020344-99) массовой долей от 10 до 15 массовых частей, тщательно перемешивается в течение 7-10 минут и добавляются УНТ в количестве 0,0017-0,0035 м. ч. и клеевая композиция перемешивается в течение 5-10 минут и наносится на склеиваемые поверхности. После чего выдерживается под давлением не менее 24 часов, после чего выдерживается не менее 12 часов на воздухе без давления.

Использование в предлагаемой клеевой композиции качестве наполнителя - УНТ увеличивает прочность на сдвиг на ~12%, что позволяет улучшить прочностные характеристики соединения резин, стеклолент, стеклотканей и других тканей с металлами, резиной, древесиной и пластмассами в любом сочетании.

Кроме того, предлагаемая клеевая композиция обладает хорошими диэлектрическими свойствами без изменения жизнеспособности.

Что подтверждает следующая таблица.

Предлагаемая к защите патентом РФ клеевая композиция готовится всего лишь из трех компонентов, не требует функционализации нанотрубок, подготовки в растворителях и ультразвуковой обработки, а также не нужны дополнительные добавки (полиэфирсульфон, частицы каучука, полиолы, кислоты и др.).

Клеевая композиция на основе эпоксидной смолы, отвердителя и наполнителя, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используются углеродные нанотрубки при следующем соотношении мас.ч.:

эпоксидная смола К-153	100
отвердитель полиэтиленполиамин	10-15
углеродные нанотрубки	0,0017-0,003

Изобретение относится к созданию расплавных эпоксидных связующих для получения устойчивых к ударным воздействиям конструкционных полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе волокнистых армирующих наполнителей, формируемых по препреговой технологии, которые могут быть использованы в авто- и судостроении, для изготовления изделий функционального протезирования, в индустрии спорта и отдыха и в других отраслях.

Способ получения микрокапсулированных отвердителей эпоксидных смол // 2670233

Изобретение относится к получению отвердителей эпоксидных смол. Способ получения микрокапсулированных отвердителей эпоксидных смол включает перемешивание активного аминного отвердителя с изоцианатным компонентом в растворе этилацетата.

Клеевая композиция // 2609479

Изобретение относится к химической технологии, а именно к разработке клеевой композиции для соединения металлических и неметаллических материалов. Клеевая композиция в качестве эпоксидной смолы содержит эпоксидную смолу КДА, состоящую из эпоксидно-диановой смолы ЭД-20, модифицированной эпоксидной алифатической смолой ДЭГ-1 с концевыми эпоксидными группами, полиэтиленполиамин (ПЭПА) и в качестве наполнителя содержит двуокись титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: эпоксидная смола КДА 76-87, ПЭПА 7-13, двуокись титана 0-15.

Клеевая композиция // 2590559

Изобретение относится к области конструкционных клеев холодного отверждения с высокой прочностью клеевых соединений при сдвиге и отрыве и минимальными показателями газовыделения в условиях воздействия высокого вакуума, определяющих возможность применения клеевых соединений на космических аппаратах (КА).

Склеивающая прокладка сфу // 2574758

Изобретение относится к получению склеивающих прокладок на основе эпоксидных смол и стеклотканей, применяемых для изготовления многослойных печатных плат. Материал представляет собой склеивающую прокладку и изготавливается с применением стеклоткани, пропитанной смесью эпоксидной диановой смолы, 4,4'-диаминодифенилсульфона, ацетилацетоната никеля, наполнителя - порошка сферических частиц полимера субмикронного размера и кремнеорганического вещества.

Стеклотекстолит сфг // 2561976

Изобретение относится к области получения стеклотекстолитов фольгированных, применяемых для изготовления печатных плат. Предлагаемый материал представляет собой стеклотекстолит и изготавливается с применением стеклоткани, пропитанной смесью эпоксидной диановой смолы, 4,4'-диаминодифенилсульфона, ацетилацетоната никеля и сферических частиц бутадиен-нитрилстиролкарбоксилатного сополимера, где размер частиц сополимера составляет от 10-8 до 10-7 м, при следующих соотношениях, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, упомянутый полимер 5-20, 4,4/-диаминодифенилсульфон 20, стеклоткань 170, ацетилацетонат никеля 1.

Склеивающая прокладка сфг // 2550383

Изобретение относится к склеивающей прокладке на основе эпоксидных смол и стеклотканей, применяемых для изготовления многослойных печатных плат. Склеивающая прокладка изготавливается с применением стеклоткани, пропитанной смесью эпоксидной диановой смолы, 4,4′-диаминодифенилсульфона, ацетилацетоната никеля и сферических частиц бутадиеннитрилстиролкарбоксилатного полимера диаметром от 10-8 до 10-7 м, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, полимер 5-20, 4,4′-диаминодифенилсульфон 15, стеклоткань 130, ацетилацетонат никеля 1.

Клеевая композиция холодного отверждения // 2527787

Изобретение относится к области конструкционных клеев холодного отверждения, предназначенных для склеивания металлов и неметаллических материалов в изделиях автомобильной техники и различных отраслях машиностроительного комплекса.

Клеевая композиция // 2522003

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к получению клеевых композиций на основе синтетических высокомолекулярных соединений, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для склеивания стеклопластика между собой.

Эпоксидный клей // 2520479

Изобретение относится к области модификации эпоксидных смол, используемых в качестве основы для производства пропиточных составов, клеев и лаковых покрытий. Эпоксидный клей включает эпоксидиановую смолу (ЭД-20), полиаминный отвердитель - полиэтиленполиамин и в качестве модификаторов моно- или бис-малеинимиды общей формулы (I): Техническим результатом является улучшение эксплуатационных характеристик эпоксидных клеев, а именно повышение прочности на отрыв при равномерном растяжении, устойчивости к действию агрессивных сред, а также расширение ассортимента эпоксидных клеев и связующих на их основе.

Термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций // 2727518

Предложена термоотверждаемая при низкой температуре адгезивная композиция для конструкций, а также способ производства автомобильной конструкции с использованием адгезивной композиции.