Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
Полиимидные клеи используют в космической технике и. в самолетостроении для склеивания металлов, стекла и т. д.
8*
115
Полиизоцианаты обычно получают фосгенированием аминов в растворе подходящего растворителя (например, толуолдиами-на в о-дихлорбензоле). Их достоинства — низкая вязкость и хорошая адгезия к очень большому числу материалов; недостатки — очень высокая летучесть и токсичность.
Изоцианатные клеящие материалы используют в чистом виде или в смеси с эластомерами для склеивания резины с резиной и резины с металлом; в качестве модифицирующих добавок к эластомерным клеям; как часть двухкомпонентных полиуретанов в специализированных клеях.
По химической структуре, которая влияет на реакционную способность клея, способ отверждения и свойства клеевого соединения, изоцианатные клеи можно разделить на несколько групп.
1) Изоцианаты, т. е. мономеры, к которым относятся, например, толуилендиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 4,4/,4//-трифенилметантриизоцианат. Часто используют и их смеси. Их 50%-ные растворы, например в дихлорбензоле, применяют для склеивания металлов, пластмасс, эластомеров и волокон. Механизм отверждения всегда обусловлен соотношением реакционных способностей функциональных групп субстрата и изоцианатных групп.
2) Полиизоцианаты, к которым относится, например, поли-метиленполифениленизоцианат. Растворы полиизоцианатов отлично склеивают стекло, металлы, эластомеры, иногда древесину.
3) Изоцианатные форполимеры с молекулярной массой 2000—4000, которые сшиваются под действием воды, гликолей, полиаминов, ненасыщенных масел. Пригодны главным образом для склеивания металлов и некоторых эластомеров.
4) Системы полиэфир — изоцианат, пригодные для склеивания стали, чугуна, алюминиевых сплавов и т. д. Например, смесь полиэфиров адипиновой кислоты, фталевого ангидрида и глицерина вместе со смесью толуилендиизоцианата и гексаме-тилендиизоцианата — отличный клей для стали, отверждающийся при комнатной температуре. Линейные полиэфиры (М<1000) и диизоцианаты пригодны для склеивания алюминиевых сплавов; достигаемая при этом прочность составляет около 30 МПа при 20 °С и около 26 МПа при 100 °С.
Изоцианатные клеи отличаются хорошей термо- и химической стойкостью, обеспечивают высокую прочность клеевых соединений, главным образом гладких субстратов (металлов, стекла, пластмасс и т. п.). Их можно наносить на окисленные поверхности. Используются для производства слоистых пластиков и для пропитки шинного корда.
Срок хранения изоцианатных клеев в обычных условиях составляет от 1 до 3 мес. Жизнеспособность жидких клеев — от 30 мин до нескольких часов. Продолжительность отверждения в зависимости от условий — от 15 мин до нескольких часов.
116
Однако разработаны клеи, отверждающиеся по механизму анионной полимеризации за 1—3 мин.
Прочность клеевых соединений резина — металл на изоцианатных клеях достигает 10 МПа, металл — металл — от 7 до 30 МПа, металл — древесина — от 7 до 19 МПа. В некоторых случаях достигаются и более высокие значения прочности.
Полиизоцианатные клеи хорошо зарекомендовали себя в производственной практике, поскольку их можно наносить из раствора, некоторые типы можно активировать теплом, другие пригодны для напыления, а некоторые используются в качестве адгезионных грунтов. Широкие возможности модификации привели к тому, что только в Европе изоцианатные клеи производят более 30 изготовителей (СССР, ГДР, ФРГ, Франция, Англия).
3.4. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ КЛЕИ
Для улучшения свойств клеев в ряде случаев их получают из полимеров двух типов — чаще всего термореактивного и термопластичного или эластомерного. Нередко встречаются и трехкомпонентные смеси. У модифицированных клеев хрупкость термореактивной основы снижается благодаря присутствию термопласта или эластомера, в то время как ползучесть, недостаточно высокие химическую стойкость и теплостойкость последних улучшает реактопласт. Существуют и комбинации реакто-пласт — реактопласт, например фенолоэпоксидные или эпокси-силиконовые клеи. Современный ассортимент модифицированных клеев можно разделить на две группы по типу термореактивной основы: модифицированные фенольные и модифицированные эпоксидные.
3.4.1. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ФЕНОЛЬНЫЕ КЛЕИ
Модифицированные эпоксидами. Эти клеи представляют собой смесь жидких фенолоформальдегидных смол с эпоксидами. Их поставляют, как правило, в виде вязких жидкостей, которые иногда содержат растворители, а также в виде пленок на стеклоткани. Клеи часто содержат наполнители, а клеи, эксплуатирующиеся при высоких температурах, — и стабилизаторы. Срок хранения клеев при 20 °С —-до 3 мес., жизнеспособность при 20 °С — обычно 2—3 ч. Продолжительность отверждения в зависимости от условий — до 30 мин.
Процесс отверждения зависит от вида клея. Клеи, содержащие растворители, после нанесения и до соединения склеиваемых частей сушат около 20 мин при 80—90 °С, затем соединяют склеиваемые поверхности и отверждают при 95 °С при контактном давлении в течение 30 мин, потом при давлении 70— 400 кПа и при температуре до 165 °С от 30 мин до 2 ч. Иногда проводят дополнительное отверждение при этой же температуре около 60 мин до достижения максимальной прочности.
