Склеивание металлов и пластмасс - Ковачич Л.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 6.2. Влияние некоторых наполнителей на прочность при сдвиге соединений алюминия на эпоксидном клее [33]
Наполнитель Количество наполнителя, г/100 г клея Прочно -50 °С сть при сдв 22,5 °С иге. МПа 80 °С
Без наполнителя _ 19,10 9,50
Оксид цинка 100 — 16,90 18,70
Оксид титана 166 10,45 10,90 14,55
150 12,00 13,10 18,80
133 — 17,40 21,60
100 20,20 19,95 17,80
Оксид свинца 250 12,75 14,75 20,65
217 — 17,40 24,0
183 15,20 16.80 22,20
150 17,80 19,20 19,40
Оксид марганца 283 — 18,40 19,80
Оксид олова 106 — 17,70 19,85
Оксид железа 133 15,50 17,30 25,90
100 — 19,60 24,40
83 17.85 18,50 20,40
Алюминиевый порошок 103 14,40 13,50 17,55
70 — 19,90 22,90
53 17.30 19,0 18,80
36 14,20 21,60 15,15
Стекловолокно 30 — 22,40 12,90
Асбестогзые волокна 25 __ 23,50 19,70
Полиамидные волокна 20 23,10 14,15
Дробленая слюда 37 - 10.10 7,00
Ацетиленовый технический углерод 25 - 14,50 16,45
187
теплопроводность, изменение размеров в результате действия клея или внешних условий и его сродство к клею. Прочность соединения в зависимости от содержания наполнителя выражается кривой с максимумом, который различен для каждого клея. Один и тот же наполнитель по-разному ведет себя в разных клеях.
Согласно некоторым данным, оптимальная прочность клеевого слоя с наполнителем достигается тогда, когда под действием наполнителя этот слой образует пространственную структуру, подобную сотовой конструкции. Одна ко при очень высокой степени наполнения клея может возникнуть слабый пограничный слой. Другой причиной может быть тот факт, что склеивание сложной системы требует иногда большего времени, в течение которого клей начинает желатинизироваться.
6.2. СКЛЕИВАНИЕ МЕТАЛЛОВ С ПЛАСТМАССАМИ
Адгезионное соединение металла с пластмассой получается несколькими способами: наплавкой пластмассы; отверждением полимерного покрытия на металле; соединением с помощью адгезионного слоя.
На плавка полимерного слоя используется для -создания защитных покрытий на металлах путем вихревого или газопламенного напыления и т. п. Такие соединения образуются также при спекании (например, при спекании смеси порошкообразных металлов и пластмасс). Кроме порошков таким способом можно наплавлять также пленки. Наиболее целесообразна прямая экструзия пленки на обработанный и подогретый металл. Прочность такого соединения зависит от продолжительности предварительного подогрева и температуры плавления полимера. Лимитирующим фактором является температура деструкции. Прочность полученных таким способом соединений сталь — полиэтилен достигает 2—18 М*Па, нержавеющая сталь — политетрафторэтилен— от 0,5 до 1,2 МПа. Этот процесс еще более эффективен, если сначала на металл нанести дисперсию пластмассы, а спекание провести после ее сушки.
Отверждение покрытия на металле проводят при защите от коррозии и в производстве теплоизоляционных панелей. В первом случае на металл наносят толстым слоем модифицированные фенольные смолы, которые отверждаются с образованием защитного слоя. Во втором случае — это вспенивание пенополиуретана между алюминиевыми листами, в результате которого получается термоизоляционная прочная панель, обладающая благодаря адгезии пенополиуретана к алюминию отличными механическими свойствами*. Оба процесса можно проводить при нагревании и без него (в зависимости от типа полимера).
* Для достижения нужной прочности и долговечности, несмотря на довольно высокую адгезию полиуретановых пенопластов, в таких панелях применяют адгезионные грунты, в том числе иа основе каучуковых клеев. — Прим. ред.
188
Покрытия на металлах образуют и клеящие пластизоли или органозоли, например модифицированные поливинилхлоридные пасты, которые после нанесения на листовой металл и желати-низации при температуре около 200 °С образуют защитные и одновременно декоративные покрытия. Это один из способов производства плакированного листового металла.
Приведем несколько примеров склеивания конкретных систем металл — пластмасса.
Полиэтилен. На оба субстрата (на полиэтилен — после активации поверхности) наносят эпоксидный клей и склеивают при давлении до 0,2 МПа и температуре 20—60 °С. По другому способу на металл наплавляют слой хлорсульфированного полиэтилена, сополимеров этилена с винилхлоридом, винилацетатом или поливинилацеталя и еще до отверждения расплава накладывают полиэтилен и прессуют под давлением до 1 МПа.
В некоторых работах рекомендуют использовать бутадиен-стирольные каучуки (иногда модифицированные), которые наносят из раствора, после высушивания активируют теплом и соединение запрессовывают под давлением до 0,5 МПа.
Полиэтиленовые пленки на тканевой основе приклеивают к металлу обычным способом эпоксидными, фенольными, каучуковыми или полиуретановыми клеями.
Фторопласты с металлами склеивают (после активации поверхности) эпоксидными клеями, отверждаемыми низкомолекулярными полиамидами, которые придают соединению эластичность. Отверждением при температуре около 150 °С достигается прочность от 8 до 14 МПа. Рекомендуются также каучуковые клеи, отверждаемые изоцианатами при нагреве. Соединение металла с фторопластом получают также наплавлением на металл фторированного полиолефина или эластомера при нагревании и давлении либо привариванием полимера на вспомогательный субстрат из стеклоткани, который потом приклеивают эпоксидными, фенольными или каучуковыми клеями.
