Клей на основе производственых акриловой и метакриловой кислот.

70-5Наибольшее применение в качестве компонентов клеевых композиций на основе акриловых производных нашли полимеры эфиров акриловой и метакриловой кислот, а также некоторые полифункциональные производные метакриловой кислоты и эфиры а-цианакриловой кислоты. Полимеры эфиров акриловой и метакриловой кислот представляют собой прозрачные, термопластичные, вязкие или твердые продукты. Некоторые из них совмещаются с нитратом целлюлозы, зтилцеллюлозой, канифолью, хлоркаучуком,-сополимерами винилхлорида с винилацетатом, с фенольными смолами.

В качестве клеев на основе производных акриловой и метакриловой кислот могут быть использованы мономеры некоторых зфи-ров этих кислот, продукты полимеризации мономеров в растворителях, в эмульсиях и в массе, а также растворы полимеров в соответствующих мономерах или в органических растворителях. Так,, например, известен клей, представляющий собой раствор полиме-тилметакрилата в метилметакрилате.

Растворы полиметилметакрилата в дихлорэтане, муравьиной кислоте и некоторых других растворителях применяются для склеивания термопластов. Кроме того, ими можно склеивать ткань, бумагу, целлофан и другие неметаллические материалы. Большой недостаток этих клеев — это то, что они оказывают агрессивное действие на склеиваемые материалы. Например, метакриловые клеи, содержащие мономеры и растворители, вызывают образование микротрещин (так называемых «трещин серебра») на поверхности полиметилметакрилатного стекла.

Полимеры метилового и этилового эфиров акриловой кислоты,, а также бутилового эфира метакриловой кислоты могут быть использованы в виде пленок для склеивания силикатного стекла с целью получения безосколочного стекла триплекс.

Клей КС-609, представляющий собой раствор 40 вес. ч. поли-бутилметакрилата в бутилметакрилате (60 вес. ч.) с добавлением кварцевой муки (50 вес. ч.), используется в клеесварных соединениях.

Отверждается клей без нагревания в присутствии окислительно-восстановительной системы перекись бензоила — диметил-анилин. Жизнеспособность клея 4,0—4,5 ч с момента введения ди-метиланилина.
Для приготовления клея в предварительно очищенном от ста-, билизатора бутиловом эфире метакриловой кислоты растворяют полимер; образовавшийся прозрачный бесцветный вязкий раствор-может храниться в течение 7—10 сут. Наполнитель и отвердитель вводят перед применением.

Максимальная прочность клеевых соединений иа клее КС-609 достигается примерно через 7 сут с момента изготовления клеевых соединений; однако уже через 5 ч разрушающее напряжение клеевого соединения при сдвиге составляет 40 кгс/см?. При 60 °С прочность клеевых соединений в 2 раза меньше, чем при нормальной температуре. Прочность клеесварных соединений на клее КС-609 не снижается после старения при 80 °С в течение 100 ч. Статическая прочность при сдвиге клеесварных соединений примерно в 1,2 раза выше прочности сварных соединений; показатели прочности при неравномерном отрыве клеесварных и клеевых соединений практически одинаковы. Прочность клеесварных соединений при растяжении и сжатии примерно в 1,5 раза выше, чем сварных. Клей отличается хорошей водостойкостью.

Клей БМК-5 представляет собой сополимер бутилметакрилата (95%) с метакриловой кислотой (5%), растворенный в ацетоне. В качестве наполнителей применяют цемент, мел, диабазовую муку или алебастр. Ниже показано, как влияет природа наполнителя на прочность клеевых соединений алюминиевого сплава на клее БМК-5:

Разрушающее напряжение Содержание, при сдвиге прн 20 °С % (через 3 сут после склеивания), кгс/см?
Без наполнителя . — 30—33
Диабазовая мука . 60—65 44—45
Цемент .............50—55 43—48
Мел..............50—55 44—47
Алебастр............50—55 56—60

Клей, содержащий в качестве наполнителя алебастр или мел, вызывает коррозию металла. Жизнеспособность клея 20—30 мин. Клей применяется при прокладке проводов и кабелей. Данные о прочности склеивания этим клеем различных материалов приведены ниже:

Разрушающее напряжение при 20 "С (через 24 ч nccje склеивания), кгс/см? при сдвиге при равномерном отрыве
Сталь + сталь...... 20—26 10—12
Сталь + винипласт..... 7—10 5—7
Сталь + дерево ..... 6—7 1,5—2,0
Бетон + дерево...... 5—8 3—6
Кирпич красный + дерево . . 5—7 1,5—4,5
Кирпич силикатный + дерево 2,5—6,0 0,8—3,5

Композиции, обладающие адгезией к алюминиевым сплавам, стали, меди и другим металлам, получают на основе карбоксилсо-держащих сополимеров акрилатов или метакрилатов с акриловой или метакриловой кислотой. Сополимеры применяют в смеси с полимерами алкилвиниловых эфиров.

Для склеивания металлов и других материалов при комнатной температуре или при 60—65 СС был предложен клей, получаемый смешением 50%-ного толуольного раствора сополимера диэтилен-гликольбис(аллилкарбоната) и метилакрилата с равным (по массе) количеством этиленгликольметакрилата, 2—5% перекиси бен-зоила и 20%) окиси алюминия (от массы смеси сополимера и мономера). Разрушающее напряжение при сдвиге клеевых соединений дуралюмина на таком клее составляет 120—190 кгс/см?, при равномерном отрыве 140—160 кгс/см?. Клеевые соединения устойчивы к действию влаги.

Вводя в состав клеевых композиций наряду с линейными полимерами добавки полифункциональных производных акриловой или метакриловой кислоты (полиэфиракрилаты), удается создать клеи, пригодные для соединения не только неметаллических материалов, но и металлов. Такие системы представляют- собой, вероятно, привитые сополимеры.

Клей ПК-5 представляет собой продукт совмещения полиметил-метакрилата с полифункциональным производным метакриловой кислоты (МГФ-9). Теплостойкость клея 60°С. Прочность при сдвиге клеевых соединений алюминиевых сплавов на этом клее составляет 100—118 кгс/см?. При склеивании древесины стеклотекстолита, фанеры и силикатного стекла с дуралюмином разрушающее напряжение при сдвиге находится в пределах 71— 146 кгс/см?. Разрушение во всех случаях происходит по склеиваемому неметаллическому материалу.

Клей Бутакрил технический представляет собой быстроотверж-дающуюся композицию, состоящую из порошка (сополимер метилового и бутилового зфиров метакриловой кислоты) и жидкости (метилметакрилат с добавкой ускорителя). Применяется для приклеивания абразивов к планшайбам порошлифовальных станков, а также в качестве уплотнительного и заливочного материала при ремонте медицинской и пищевой аппаратуры.

Клей отверждается при смешении порошка и жидкости (при-18—20 °С) в течение не более 75 мин. Теплостойкость отвержденной композиции — не выше 80 °С. Срок хранения жидкости при 15°С составляет 12 мес.

Известна клеевая система, состоящая из полиэфиракрилата ТГМФ-11, сиккатива 7640 и инициатора полимеризации. Клей предназначается для склеивания органического стекла с органическим стеклом и некоторыми термопластичными материалами. Основным преимуществом композиции по сравнению с другими клеями, используемыми при склеивании органического стекла, является отсутствие в ее составе растворителей и компонентов, разрушающих органическое стекло. При склеивании органического-стекла этим клеем длительное время не образуются «трещины серебра».

Клей для склеивания оптических деталей из силикатного стекла может быть изготовлен путем совместной полимеризации 45 мл метилметакрилата и 135 мл бутилметакрилата в 75 мл ксилола в присутствии 3,2 г перекиси бензоила в качестве инициатора.

В транспортном строительстве для приклеивания теплоизоляционных материалов из стекловолокна к металлическим поверхностям применяется клей, состоящий из полиэтилакрилата (50 вес. ч.), дихлорметана (30 вес. ч.), окиси титана или окиси цинка (18 вес. ч.) и трехзамещенного фосфата аммония (8 вес. ч.).

Описано использование водных эмульсий полимеров производных акриловой и метакриловой кислот и их сополимеров в качестве клеев для неметаллических материалов.

К клеям, представляющим собой растворы полимеров в органических растворителях, относится клей для силикатного стекла, получаемый нагреванием равных частей метилметакрилата и ди-бутилфталата с добавкой 0,05% борной кислоты. Перед употреблением в композицию вводят 0,02% перекиси бензоила. Склеивание производят при 120 °С в течение 2 ч.

Общим недостатком клеящих материалов на основе различных акрилатов и метакрилатов является их относительно невысокая (до 50—60 °С) теплостойкость. Эти клеи применяются главным образом для склеивания неметаллических материалов.

Для изготовления прочного и стойкого к действию кипящей воды слоистого материала предложен клей, представляющий собой раствор в инертном летучем растворителе сополимера метилметакрилата, этилакрилата и глицидилакрилата с добавкой ароматического полиизоцианата (полиметиленполифениленизоциа-ната). Получают слоистый материал при 120 °С.

Высокой клеящей способностью обладают мономерные соединения на основе алкил(арил)цианакрилата. Ими можно склеивать металлы, стекло, дерево, резину, пластические массы и другие неметаллические материалы. Клеи не содержат растворителя; склеивание производится при комнатной температуре в отсутствие катализатора. Давление при склеивании контактное. При соединении металла выдержка под давлением составляет 1—3 мин, для стекла 10—20 с, для дерева 3—5 мин. Клей хранят в запаянных полиэтиленовых ампулах.

Добавление к клею Циакрин-ЭО 25% бутилакрилата повышает прочность соединений при неравномерном отрыве при —60 °С до 7 и при 20 °С до 11 кгс/см?.

Клеевые соединения на клее Циакрин-ЭО стойки к действию бензина, трансформаторного масла и минерального топлива. При выдержке в воде прочность клеевых швов значительно снижается.

Для повышения теплостойкости и снижения водопоглощения в состав композиций на основе линейных эфиров цианакриловой кислоты можно вводить бифункциональные соединения. Так, введение циклопентадиена и глицидилметакрилата повышает водостойкость, добавки диаллилфталата приводят к улучшению термостойкости.

В клеевые композиции могут быть введены еще и наполнители, пластификаторы — дибутилфталат, трифенилфосфат, а также полимеры цианакрилатов и метакрилатов. Введение полимеров и наполнителей приводит к созданию вязких клеев, которыми удобно пользоваться при склеивании пористых материалов.

Клей Циакрин-ЭО применяется в медицине при склеивании костей, живых тканей и др.
Введение в цианакрилатные клеи в качестве загустителя небольших количеств (до 5%) полимера этилцианакрилата и добавление в случае надобности аэросила позволяет повысить прочностные характеристики клеевых соединений, теплостойкость и стойкость к действию низких температур.

Разрушающее напряжение при сдвиге клеевого соединения стали на клее Циакрин ПП, содержащем эти добавки, составляет 180 кгс/см?, а- алюминиевого сплава — 140 кгс/см?. Теплостойкость клея 80 °С.

К качестве модификаторов цианакрилатных клеев опробовались диметилвинилэтинилкарбинол и его производные, алкил-цианацетаты, о-изоборнилфенол, а также {3-замещенные цианакри-латы. Повышение прочности при сдвиге и эластичности клеевых соединений достигнуто при совмещении этил-а-цианакри-лата с диметилвинилэтинилкарбинолом. Для ускорения процесса отверждения композиции оказались эффективными добавки небольших количеств (0,1%) дициклогексилпероксидикарбоната. При совмещении этил-а-цианакрилата с р-замещегшыми цианакри-латами наблюдалось возрастание прочности клеевого соединения при некотором снижении эластичности. Изучение старения клеевых соединений на клеях Циакрин показало, что в некоторых случаях прочность клеевых соединений при старении не только не снижается, но даже возрастает.

К зарубежным цианакрилатным клеям относятся Истмэн 910, Арон-Альфа, Тиокс, Цианобонд RS-100, Цианобонд SS, Циакрил и др.

Клей Истмэн 910 представляет собой композицию, состоящую из 90% форполимера метилового эфира 2-цианакриловой кислоты и 10% пластификатора и стабилизатора. Клей не содержит растворителя. Вязкость его около 100 сП, показатель преломления 1,4517. Клей частично растворим в метилэтилкетоне, толуоле, ди-метилформамиде, ацетоне и нитрометане. Жизнеспособность клея при комнатной температуре на воздухе 1 ч. Под действием следов влаги он быстро отверждается даже в отсутствие инициаторов и ускорителей. Отверждение клея легко происходит также в тонком слое между двумя соединяемыми поверхностями без нагревания. Добавление 0,05% гидрохинона или 0,001—0,01% двуокиси серы увеличивает жизнеспособность клея, не ухудшая клеящих свойств.

Клей предназначается для склеивания дерева, стекла, металлов, каучука, различных пластических масс, кожи, пробки, бумаги, фосфора и т. д. При склеивании его наносят только на одну из склеиваемых поверхностей. В случае склеивания гладких поверхностей расход клея составляет одну каплю на 6 см?. При склеивании пористых материалов расход клея несколько увеличивается. Во избежание преждевременного отверждения для нанесения клея не рекомендуется применять кисть или ролик. Лучше всего клей наносить, выдавливая его из тюбика или из полиэтиленового флакона. Поверхности с нанесенным на них слоем клея следует немедленно соединить и приложить небольшое давление в течение короткого времени. Так, для склеивания стекла со стеклом при комнатной температуре соединенные поверхности достаточно выдержать под давлением 0,7 кгс/см? в течение 30 с; при этом прочность клеевого шва превышает прочность стекла. При склеивании резины с резиной требуется выдержка 10—20 с, а стали со сталью 2—4 мин.

Клей имеет едкий, неприятный запах, оказывает слабое слезоточивое действие, раздражает слизистые оболочки носа и глаз, огнеопасен. При работе с ним необходима приточно-вытяжная вентиляция или местные отсосы.

Ниже приведены данные, характеризующие прочность клеевых соединений стали на клее Истмэн 910 (разрушение образцов имеет адгезионный характер и происходит по поверхности раздела клей — металл):

Продолжительность отверждения при 20 °С,
сут ....... 7 1 7 7 20*
Температура испытания,
°С........—54 23 23 71 20
Разрушающее напряжение при сдвиге, кгс/см2 134 272 293 189 146

После испытаний клеевых соединений стали в течение четырех циклов (каждый цикл состоит из выдержки в течение 8 ч при —54 °С и 16 при 71 °С) с последующей выдержкой в течение 2 сут при 62 °С разрушающее напряжение при сдвиге составляло 243 кгс/см2. Клеевые соединения обладают хорошей водостойкостью: после выдержки в течение 7 сут при 38 °С в атмосфере с 95%)-ной относительной влажностью разрушающее напряжение яри сдвиге составляло 253 кгс/см?.

В Швейцарии выпускается однокомпонентный клей Тиокс, представляющий собой цианакрилат, не содержащий растворителя. Вязкость клея при 25 °С составляет 125 сП. Благодаря столь невысокой вязкости расход клея невелик: одной каплей клея можно склеить 5 см? поверхности.

Клей устойчив к действию кислот и разбавленных щелочей, он выдерживает нагревание до 120 °С (кратковременно — до 140 °С), длительное воздействие горячей (70 °С) воды, однако, кипящая вода разрушает клей через 24 ч. Разрушение отвержденного клея происходит при 165 °С.

Цианакрилатные клеи марок Цианобонд RS-100 и Цианобонд SS могут быть использованы как клеи мгновенного действия при склеивании металлов, стекла, термореактивных пластмасс. При склеивании натурального каучука, поливинилхлорида и полистирола прочность клеевых соединений на этих клеях выше прочности склеиваемых материалов. Клей Цианобонд RS-100 не стоек к действию 10%-ных растворов соляной кислоты, едкого кали и воды. Отвержденный клей растворяется в ацетоне, который можно использовать для разъединения склеенных изделий.
Просмотрено 4851 раз
Оцените материал
(2 голосов)
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Личный кабинет

Советуем:

Добротный дом, построенный под ключ

Июнь 13, 2018 64
Картинки по запросу дом из кирпича под ключ
Нынешний рынок строительных материалов, надо признать, изрядно избаловал нашего…

Создание бренда с «нуля»

Окт 13, 2016 501
brand
Периодически каждый человек встает перед выбором компании для выполнения той или иной…

Обустройство межкомнатных стен

Июнь 20, 2018 56
Картинки по запросу обустройство межкомнатных стен
Первое, что нужно усвоить на этапе планирования межкомнатных стен - у дизайнера и…

Способы удешевления ремонта в квартире

Июнь 27, 2018 34
Картинки по запросу как дешевле выполнить ремонт
Многие люди, планируя улучшить свои жилищные условия, задаются вопросом, как сделать…

Особенности квартиры-студии

Июнь 30, 2018 45
Картинки по запросу квартира-студия
Основным отличием квартиры-студии от любого другого помещения является отсутствие…