Застосування епоксидного клею

ЕПОКСИДНІ КЛЕЇ – композиції на основі епоксидних смол.

Епоксидні клеї можуть складатися тільки зі смоли та затверджувача або містити також наповнювачі, пластифікатори, модифікатори, розчинники та ін. Епоксидні клеї можуть бути рідкими, пастоподібними та твердими (монолітними, порошкоподібними) або плівковими.

Як затверджувачі використовують ди- і поліаміни, аміноаміди (головним чином диціандіамід), органічні кислоти іїх ангідриди, комплекси к-т Льюїса з амінами та ефірами, а також полімерні затверджувачі-модифікатори (феноло-формальдегідні та кремнійорганічні смоли, каучуки, поліаміди на основі жирних кислот та ін.).

концентраціях можуть викликати побічну реакцію утворення простих поліефірів з епоксидних смол). Найкращі фізико-механічні характеристики клейових сполук досягаються при використанні 30% малеїнового ангідриду або 40% фталевого. Інші ангідриди та кислоти вводять в епоксидні смоли у кількості не більше 0,85 моль на 1 моль смоли. Модифіковані епоксидні клеї зазвичай містять на 100 мас. ч. епоксидної смоли 30-50 мас. ч. низькомолекулярних поліамідів на основі жирних кислот, до 65 мас. ч. феноло-формальдегідних смол, 10-50 мас. ч. полісульфідів, до 100 мас. ч. поліамідів.

Наповнювачами епоксидних смол служать порошки (наприклад, окис алюмінію, сажа, кремнезем, алюмінієвий, нікелевий порошки), тканини зі скляних та синтетичних волокон, волокна (скляне, вуглецеве та ін.) Залежно від природи наповнювачів їх кількість становить 50-3 маси сухої смоли. Деякі наповнювачі (наприклад, оксид ванадію, берилію або цинку) можуть діяти як затверджувачі та стабілізатори термоокислювальної деструкції.

Розчинниками для епоксидних клеїв є спирти, ксилол, ацетон та інші органічні сполуки або їх суміші в кількості не більше 3-5% від маси сухої смоли. Більша кількість розчинника небажана через труднощі його видалення з клейової сполуки. Деякі розчинники (наприклад, спирти) можуть прискорювати затвердіння епоксидних клеїв амінами.

Найбільш перспективним є застосування активних розріджувачів, які вступають у взаємодію з епоксидною смолою. Монофункціональні активні розріджувачі беруть у кількості, зазвичай не перевищує 10-20% маси сухої смоли, т.к. їхня присутність у клеї веде до неповного затвердіння смоли.


Приготування клеїв. Рідкі та пастоподібні епоксидні клеї готують змішуванням окремих компонентів у змішувачах (при невеликих кількостях – вручну). Епоксидні клеї, що твердіють без нагріву, мають малу життєздатність, їх готують безпосередньо перед вживанням. Високов'язкі епоксидні смоли перед змішуванням прогрівають при 25-35 ° С, а тверді затверджувачі - при вищих температурах. Це полегшує змішування компонентів. Плівкові епоксидні клеї одержують із розплаву поливом на антиадгезійну підкладку або зануренням у рідкий клей тонкої склотканини з наступним сушінням. Порошкоподібні - змішування порошкоподібних компонентів. Епоксидні клеї у вигляді прутків виготовляють пресуванням або екструзією.

Властивості клеїв. Життєздатність при кімнатній температурі рідких і пастоподібних епоксидних клеїв, отверждаемых аліфатичними первинними або вторинними амінами, становить 1-6 годин, фталевим або малеїновим ангідридом - до 5 діб, диціандіамідом, тетрагідрофталєвим або хлорендиків. Життєздатність плівкових епокси-фенольних і епокси-поліамідних клеїв дорівнює 6-12 міяців при температурах від -10 до 4 ° С і 2-30 діб при кімнатній температурі.

Тверді епоксидні клеї можуть зберігатися при кімнатній температурі протягом 1 року, а при температурах, близьких до 0°С, до 3 років.


У зв'язку з відносно високою гідрофільностою деяких затверділих (наприклад амінами) епоксидні клеї, їх клейові сполуки, що працюють в умовах підвищеної вологості, особливо чутливі до якості попередньої підготовки поверхонь, що склеюються.

 

Рідкі або пастоподібні епоксидні клеї наносять на поверхні, що склеюються пензлем, шпателем або напиленням за допомогою пістолета в кількості 200-250 г/м ² на монолітні поверхні і до 400 г/м ² - на пористі. Епоксидні клеї з високим вмістом розчинника можна наносити на склеювані поверхні розпиленням. Плівкові епоксидні клеї закладають між поверхнями, що склеюються або останні нагрівають до 120°С і потім натирають прутками; порошкоподібні клеї наносять зануренням у них нагрітих деталей чи газополум'яним напиленням.


Час витримки - від декількох годин до декількох діб при температурі, яка залежить від складу клею і становить близько 20°С для клеїв, що твердіють без нагріву, 60-120°С для клеїв, що твердіють при помірних температурах, і 140-300°С для клеїв гарячого затвердіння.

Властивості клейових сполук. Теплостійкість клейової сполуки на основі епоксидних клеїв залежить від типу затверджувача, наприклад у випадку малеїнового ангідриду вона досягає 150°С, піромелітового - 250°С. На властивості міцності клейового з'єднання істотно впливають температура склеювання, час витримки і підвищення температури.




Епоксидні клеї, отверждаемые олігоаміноамідами, забезпечують вищу міцність сполуки, ніж описані вище епоксидні клеї, причому характеристики міцності їх не змінюються при дії протягом 30 діб змінних температур від - 60 до 125°С, але знижуються на ~20% після перебування у воді при 20°С протягом 30 діб. Наприклад, міцність при рівномірному відриві клейових сполук на основі клею ВК-9 становить 20 Мн/м² (200 кгс/см²). Клеї цього типу добре заповнюють зазори між поверхнями, що склеюються, мають незначну усадку, а клейові з'єднання — більш високу еластичність, електроізоляційні властивості і атмосферостійкість.
Епоксидно-полісульфідні клеї забезпечують високу міцність з'єднання металів та склопластиків між собою та один з одним.

Клейові сполуки масло- та бензостійкі мають високу стійкість в агресивних середовищах і високу еластичність, проте їх міцнісні характеристики після перебування у воді протягом 30 діб знижуються на 15—30%. Максимальна робоча температура 60—70°С. Клеї цього типу виявляють повзучість під підвищеними навантаженнями, особливо при температурах, близьких до температур розм'якшення полімерів.


До клеїв, що затверджуються при 60-120 ° С, відносяться головним чином плівкові модифіковані композиції, а також рідкі і пастоподібні композиції, що застосовуються для склеювання металів і неметалів, мають високі характеристики міцності, зокрема ударної в'язкістю (наприклад, міцність при зсуві клейових сплавів 40 Мн/м ² або 400 кгс/см² при 20°С і 28 Мн/м² або 280 кгс/см² при 100°С); стійкістю до дії палив, олій та органічних розчинників.

Застосування. Епоксидні клеї — один із найуніверсальніших клеїв, що застосовуються практично у всіх галузях промисловості. У машинобудуванні епоксидні клеї служать для виготовлення технологічного оснащення, абразивного інструменту та ін. У будівництві за допомогою епоксидних клеїв склеюють тришарові панелі, залізобетонні конструкції мостів та ін., а при будівництві доріг і злітно-посадкових смуг аеродромів — залізобетонні плити. Епоксидні клеї використовують для створення клеєзварних з'єднань при складанні літальних апаратів, для приклеювання внутрішніх силових конструкцій до їх обшивки, склеювання стільникових і збирання стільникових конструкцій. Вони застосовуються в космічній техніці при виготовленні сонячних батарей, для кріплення внутрішнього та зовнішнього теплозахисту, ємностей для зберігання рідкого кисню та ін. За допомогою епоксидного клею в суднобудуванні збирають судна зі склопластиків, монтують високонавантажені вузли кріплення, створюють клеєзварні та клеєзаклепкові з'єднання. Епоксидні клеї використовують в автомобільній промисловості для кріплення гальмівних накладок та інших пластмасових деталей до металевих; в електронній, радіотехнічній та електротехнічній промисловості - для монтажних робіт і т.д.