Эпоксидные клеи

*


:

Из всех природных и синтетических материалов наибольшие достоинства в качестве склеивающих веществ имеют эпоксидные смолы. Они обладают хорошей адгезией к стеклу, керамике, дереву, пластмассам, так и к металлам. Клеевой шов устойчив к действию воды, неполярных растворителей, кислот и щелочей. Клеевое соединение характеризуется высокой механической прочностью (особенно прочностью на срез) и устойчивостью к вибрационным нагрузкам.
При соединении металлов эпоксидные клеи заменяют пайку, сварку или заклёпку. Адгезия смол определяется главным образом содержанием гидроксильных групп и в меньшей степени количеством эпоксидных групп.
Клеи готовят как на чистых жидких и твёрдых эпоксидных смолах, так и на смолах, совмещённых с другими смолами (фурановыми, феноло-формальдегидными, полиамидными, кремнийорганическими и полисульфидными). Они могут быть приготовлены либо в виде вязкой жидкости, раствора и порошка, либо в виде прутков, отлитых из клеевой композиции (смола и пластификатор) в соответствующих формах.
Клеи на чистых смолах или композициях, при отверждении которых не выделяется каких-либо побочных продуктов, придают повышенную прочность клеевым соединениям. Они не требуют применения значительного внешнего давления на склеиваемую конструкцию в месте склейки.
Эпоксидные смолы в некоторых случаях могут быть смешаны с наполнителями (двуокисью кремния, окисями алюминия, цинка и сурьмы, двуокисью титана, асбестом, стеклянным волокном, цинковой и алюминиевой пылью, железным порошком и т.п.). Чаще всего вводится до 100% наполнителя к весу смолы, но в некоторых случаях его количество доводится до 200%. Наполнитель повышает теплостойкость клеевого шва и снижает термическую усадку смолы.
Клеи на эпоксидных смолах готовят двух типов: холодного и горячего отверждения. Клеи холодного отверждения представляют собой жидкую смолу, без растворителя, смешанную с отвердителем, или раствор твёрдой смолы (температура плавления до 60 град.С) в смеси дибутилфталата, трикрезилфосфата и отвердителя. Клеи, содержащие пластификатор (дибутилфталат, трикрезилфосфат и т.п.), менее теплостойки, более эластичны и поэтому не могут быть применены в качестве конструкционных. Отвердителями таких клеев являются этилендиамин, гексаметилендиамин и другие полиамины.
Клеи горячего отверждения обычно составляют из чистых смол или растворов смол и пластификаторов вместе с такими отвердителями, как дициандиамид, меламин, фталевый ангидрид и другими, которые эффективно действуют лишь при температурах, превышающих 130 град.С. Оптимальная прочность склеивания достигается длительным нагреванием при 140-180 град.С в течение 14 - 24 ч. Для клеев горячего отверждения предел прочности при сдвиге достигает 350 кгс/см.кв., а для клеев холодного отверждения - до 100 кгс/см.кв.
Склеивание изделий может быть проведено различными методами. Порошкообразная смола, смешенная с отвердителем, насыпается или напыляется на нагретые до 120 град.С и подготовленные склеиваемые поверхности (они могут также натираться прутком). Смола плавится, растекается на поверхности и заполняет поры. Затем склеиваемые материалы прижимают друг к другу и выдерживают определённое время при повышенной температуре. Время отверждения зависит от типа отвердителя и температуры. В некоторых случаях оно достигает 1 ч. при 200 град.С.
В случае применения клеев в виде растворов (жидкие клеи) их наносят на склеиваемые поверхности окунанием, с помощью кисти или пульверизатора. На 1 м2 склеиваемой непористой поверхности расходуется 50-70 г смолы, а для пористых поверхностей - до 100 г и больше, в зависимости от величины пор.
При правильно проведённом отверждении клея образуется смола коричневого цвета. При неполном отверждении цвет вытекшей смолы окажется желтоватым, а при излишнем - чёрным.
Подготовка поверхности металлов перед склеиванием должна обеспечить смачиваемость их клеями. Плёнки окислов и жиров препятствуют смачиванию и должны быть предварительно удалены.
Наиболее проста механическая обработка поверхностей (дробеструйная обработка, очистка наждаком, металлической щёткой) с последующим обезжириванием растворителями (бензин, ацетон, четырёххлористый углерод и другие), водой и сушкой тёплым воздухом. Лучшие результаты получаются при химической обработке поверхностей. Для лёгких металлов рекомендуется травление в течение 20 - 30 мин. при 60 - 65 град.С следующим составом (в вес.ч.):
Серная кислота (плотность 1,84 г/см3 ...........24
Бихромат натрия.............................................7,5
Вода .................................................................77
Перед травлением поверхность обезжиривают, промывают водой и высушивают тёплым воздухом. После травления поверхность ещё раз промывают водой и высушивают тёплым воздухом. Воздух, применяемый для сушки, должен быть свободен от загрязнений.
Простой способ контроля качества подготовленной поверхности - проба каплей воды: если капля воды расплывается на поверхности, то можно считать, что клей на ней также растечётся.
Склеивание должно производиться внахлёстку или с накладкой, но не в стык. Наиболее прочны клеевые соединения при толщине клеевого шва до 0,2 мм. Для получения требуемой толщины клеевого слоя и предупреждения сдвигов применяют давление даже тогда, когда клей отверждается без давления.Для плоских соединений достаточно удельное давление 3 кгс/см2. Существует много способов создания давления на клеевые соединения (с помощью временной заклёпки, рычага, пружины, мешка под давлением, вакуумный, автоклавный и т.п.).
Временем отверждения клея считаются период после нагревания деталей до требуемой температуры. Увеличение длительности отверждения повышает хрупкость клея. После отверждения при высокой температуре не следует резко охлаждать детали, чтобы избежать возникновения значительных внутренних напряжений. Не рекомендуется также вынимать детали из приспособлений, создающих давление, до их охлаждения.
Склеивая материалы с сильно различающимися коэффициентами линейного расширения, не следует применять клей горячего отверждения - иначе также возникнут большие внутренние напряжения. При использовании клеев холодного отверждения максимальная прочность соединения достигается только через несколько недель.
Эпоксидные клеи холодного отверждения используются для склеивания древесины, придавая клеевому соединению удивительную прочность, водо- и теплостойкость.Для получения максимальной прочности клеевого шва требуется длительный контакт склеиваемых поверхностей (5 - 7 суток).
Эпоксидные клеи особенно хорошо связывают стекло со стеклом и стекло с другими материалами. При склеивании стекла предел прочности при сдвиге достигает 35 - 210 кгс/см 2. Прочность соединения стекла с металлами значительно уменшается при снижении температуры вследствие большой разницы в коэффициентах термического расширения; поэтому для приклеивания стекла к металлу лучше применять модифицированные эпоксидные смолы.
Несмотря на то, что эпоксидные смолы обладают высокой адгезией ко многим материалам, они всё же не склеивают некоторые пластмассы (например, политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен, полиэтилен) и дают малую прочность склейки материалов, приготовленных на основе кремнийорганических смол. Данные по прочности на срез склеенных пластмасс следующие (в кгс/см2):
Полиметилметакрилат........................15
Полиамид 66 ...............................31,5
Полистирол ................................31,5
Эластичность клеев может быть увеличена при введении в эпоксидные смолы полисульфидов (тиоколов), низкомолекулярных полиамидов, полиэфиров, поливинилбутираля и других смол. Преимуществами эпоксидно-полисульфидных клеев является низкая усадка, отверждение при низкой температуре с малой экзотермичностью, стойкостью к действию масел и нефти. Увеличение в композиции количества полисульфида приводит к снижению хрупкости соединения при комнатной температуре и прочности при повышенных температурах.
Для склеивания полиформальдегида, полидиаллилфталата, полиэтилена и полипропилена с металлами пригодны полисульфидно-эпоксидные клеи, отверждаемые диэтилентриамином.

:

*


¦¦ ¦¦

Предлагаем эпоксиполиуританый клей


¦¦ ¦¦

Предлагаем прозрачный эпоксидный клей


¦¦ ¦¦

Предлагаем термостойкий эпоксидный клей


¦¦ ¦¦

ТАБЛИЦА ЭПОКСИДНЫХ КЛЕЕВ


*