RU2021314C1

RU2021314C1 - Heat-stable glue composition

Info

Publication number: RU2021314C1
Authority: RU
Inventors: А.П. Петрова; Н.Ф. Лукина; Е.В. Котова; Н.А. Неделя
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: glueing materials. SUBSTANCE: composition has, mas. p.: epoxyorganosilicon resin - product of epoxy-diane resin modification with organosilicon compounds 100; isomethyltetrahydrophthalic anhydride 30-45; epoxyvinyl ester of formula CH₂=CHO-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-OCH₂-CH-CH₂O 5-25, and tris-2,4,6-(dimethylaminomethyl)-phenol 0.8-1.5. Composition is mixed and hardened at 200 C for 3 h. Glue properties: strength at break off of silicate glass glue joints at 20 C is 232kg/cm², at 250 C is 33kgs/cm², after thermal ageing at 250 C for 100 h is 28kgs/cm², light transparency at 20 C is 97%, decrease of integral transparency after thermal ageing at 250 C for 100 h is 0.5%. EFFECT: enhanced quality of glue composition. 1 tbl

Description

Изобретение относится к теплостойким клеевым композициям для склеивания изделий стекловолоконной техники, работающих длительно при температурах до 250^оС.The invention relates to heat-resistant adhesive compositions for bonding fiberglass products operating for a long time at temperatures up to 250 ^about C.

Известен теплостойкий клей ВК-28 (1) на основе эпоксидной смолы и ангидрида, который используется для склеивания оптически прозрачных изделий, работающих длительно (100 ч) при 250^оС. Однако недостатком клея ВК-28 является высокая температура отверждения - 200^оС, что ограничивает в некоторых случаях его применение.Known heat resistant adhesive VC-28 (1) of the epoxy resin and anhydride, which is used for bonding optically transparent products working a long time (100 hours) at 250 ° ^C. However, the disadvantage of glue VC-28 is a high temperature curing - 200 ^{° C,} which limits its use in some cases.

Известен оптический клей ВК-23, который также содержит эпоксидную смолу и ангидрид. Клей отверждается при более низкой температуре 100^оС в течение 3 ч, однако обеспечивает работоспособность клеевых соединений при температурах не выше 200^оС (2).Known optical adhesive VK-23, which also contains epoxy resin and anhydride. The adhesive is cured at a lower temperature of 100 ^{° C} for 3 hours, yet provides performance adhesive compounds at temperatures above 200 ^C. (2).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является клей ТКМ-75 (3), включающий следующие компоненты, мас. ч.: Эпоксикремний- органический олигомер ТК-75 100 Малеиновый ангидрид 30 Нитрид бора 30 Карбид титана 65
Клей используется для склеивания материалов, эксплуатирующихся при 250^оС в течение 100 ч. Однако клей ТКМ-75 не обладает оптической прозрачностью даже при отсутствии в его составе наполнителей. Кроме того, клей отверждается при температуре не ниже 200^оС.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is adhesive TKM-75 (3), including the following components, wt. h.: Epoxy silicon-organic oligomer TK-75 100 Maleic anhydride 30 Boron nitride 30 Titanium carbide 65
The adhesive used for bonding materials, operating at 250 ^{° C} for 100 hours. However, BMT-75 has no adhesive optical transparency even in the absence of fillers in its composition. Also, the adhesive is cured at a temperature not lower than 200 ° ^C.

Целью изобретения является улучшение оптических свойств и снижение температуры отверждения клея при сохранении прочностных свойств клеевых соединений. The aim of the invention is to improve the optical properties and lower the temperature of curing of the adhesive while maintaining the strength properties of adhesive joints.

Цель достигается тем, что теплостойкая клеевая композиция, включающая эпоксикремнийорганическую смолу и ангидридный отвердитель, содержит в качестве эпоксикремнийорганической смолы продукт модификации эпоксидной диановой смолы кремнийорганическими соединениями - СЭДМ-3, в качестве ангидридного отвердителя - изометилтетрагидрофталевый ангидрид и дополнительно - эпоксивиниловый эфир формулы CH₂= CHOCH₂CH₂CH₂OCH₂-CH

CH₂ и трис-2,4,6(диметиламинометил)фенол при следующем соотношении компонентов, мас.ч. : Эпоксикремний- органическая смола СЭДМ-3 100 Изометилтетра- гидрофталевый ангидрид 30-45 Эпоксивиниловый эфир 5-25 Трис-2,4,6(Диметил- аминометил)фенол 0,8-1,5
Предлагаемый клей обладает новизной, так как сведения о клеях указанного состава в литературе отсутствуют.The object is achieved in that the heat-resistant adhesive composition comprising epoksikremniyorganicheskuyu resin and an anhydride curing agent comprising as epoksikremniyorganicheskoy resin product modified epoxy bisphenol resin organosilicon compounds - SEDM-3 as the anhydride hardener - isomethyltetrahydrophthalic anhydride and further - epoksivinilovy ether of formula CH ₂ = CHOCH ₂ CH ₂ CH ₂ OCH ₂ -CH

CH ₂ and Tris-2,4,6 (dimethylaminomethyl) phenol in the following ratio, wt.h. : Epoxy silica - organic resin SEDM-3 100 Isomethyl tetra-hydrophthalic anhydride 30-45 Epoxy vinyl ether 5-25 Tris-2,4,6 (Dimethyl-aminomethyl) phenol 0.8-1.5
The proposed adhesive has a novelty, since information on adhesives of this composition in the literature are not available.

Эпоксикремнийорганическая смола СЭДМ-3 представляет собой продукт модификации эпоксидных смол ЭД-16 и ЭД-20 элементоорганическими соединениями (ОСТ 6-05-448-80). The epoxy-silicone resin SEDM-3 is a product of the modification of epoxy resins ED-16 and ED-20 with organoelement compounds (OST 6-05-448-80).

Основные свойства смолы СЭДМ-3: Массовая доля сухого остатка, не менее, % 99,0 Массовая доля эпоксидных групп, не менее, % 15,5 Массовая доля кремния, не менее % 5
В качестве отвердителя используется продукт - изометилтетрагидрофталевый ангидрид для эпоксидных смол, "ч", формулы С₉Н₁₀О₃, ТУ 6-09-3321-73.Main properties of the SEDM-3 resin: Mass fraction of solids, not less than,% 99.0 Mass fraction of epoxy groups, not less than,% 15.5 Mass fraction of silicon, not less than% 5
As a hardener, a product is used - isomethyltetrahydrophthalic anhydride for epoxy resins, "h", formula C ₉ H ₁₀ O ₃ , TU 6-09-3321-73.

Основные свойства изо-МТГФА: Кислотное число, мгКОН/г 670-690 Содержание сво- бодных карбониль- ных групп, % к кис- лотному числу, не более 5
В качестве модификатора используется эпоксивиниловый эфир формулы CH₂= CHO-CH₂CH₂CH₂OCH₂-CH

CH₂, марка винилокс, ТУ 6-09-11-1677-87. Эпоксидное число - 29,0.Main properties of iso-MTHFA: Acid number, mgKOH / g 670-690 Content of free carbonyl groups,% of acid number, not more than 5
As a modifier, an epoxy vinyl ether of the formula CH ₂ = CHO-CH ₂ CH ₂ CH ₂ OCH ₂ -CH is used

CH ₂ , brand vinylks, TU 6-09-11-1677-87. The epoxy number is 29.0.

В качестве ускорителя используется трис-2,4,6(диметиламинометил)фенол - продукт УП-606/2 (МРТУ 6-09-6101-69). As an accelerator, Tris-2,4,6 (dimethylaminomethyl) phenol is used - the product is UP-606/2 (MRTU 6-09-6101-69).

В таблице представлены составы теплостойкой клеевой композиции по примерам конкретного исполнения и свойства клеевых соединений на их основе в сравнении со свойствами составов по контрольным примерам, аналогов - клеев БК-23 и ВК-28 и прототипа - клея ТКМ-75. The table shows the compositions of the heat-resistant adhesive composition according to specific examples and the properties of adhesive compounds based on them in comparison with the properties of the compositions according to control examples, analogues - adhesives BK-23 and VK-28 and the prototype - adhesive TKM-75.

Технология приготовления клеевой композиции. The technology of preparation of the adhesive composition.

Клеевую композицию по примеру 1 готовят последовательным смешением 100 мас. ч. смолы СЭДМ-3 с 30 мас.ч. изо-МТГФА, 5 мас.ч. винилокса и 0,8 мас.ч. УП-606/2. Композицию перемешивают после введения каждого из компонентов. The adhesive composition according to example 1 is prepared by sequential mixing of 100 wt. including resin SEDM-3 with 30 parts by weight iso-MTHFA, 5 parts by weight vinylox and 0.8 parts by weight UP-606/2. The composition is mixed after administration of each of the components.

Технология приготовления клея по примерам 2 и 3 аналогична примеру 1. The technology for the preparation of glue according to examples 2 and 3 is similar to example 1.

Клей наносят на подготовленную под склеивание (зашкуренную и обезжиренную) поверхность. Склеивание проводят при температуре 100^оС в течение 3 ч при давлении 0,1-0,3 кгс/см².Glue is applied to the prepared for gluing (sanded and degreased) surface. Bonding is carried out at a temperature of 100 ^about C for 3 hours at a pressure of 0.1-0.3 kgf / cm ² .

Прочностные характеристики клеевых соединений оценивают на образцах из силикатного стекла по ГОСТ 14759-69. Strength characteristics of adhesive joints are evaluated on silicate glass samples according to GOST 14759-69.

Светопропускание оценивают по ОСТ 3-3771-85. Light transmission is evaluated according to OST 3-3771-85.

Как видно из таблицы, только указанное сочетание всех известных компонентов привело к достижению цели - улучшению оптических свойств и снижению температуры отверждения клея при сохранении прочностных свойств клеевых соединений. Замена любого из компонентов на другой не дает возможности достичь указанных свойств. As can be seen from the table, only the indicated combination of all known components led to the achievement of the goal of improving the optical properties and lowering the curing temperature of the adhesive while maintaining the strength properties of the adhesive joints. Replacing any of the components with another does not make it possible to achieve these properties.

Предлагаемая теплостойкая клеевая композиция обладает, в отличие от прототипа, оптической прозрачностью, которая сохраняется на высоком уровне после воздействия температуры 250^оС в течение 100 ч.The proposed heat-resistant adhesive composition has, in contrast to the prototype, optical transparency, which remains at a high level after exposure to a temperature of 250 ^about C for 100 hours

Прототип - клей ТКМ-75 - даже при отсутствии в составе наполнителей оптической прозрачностью не обладает. В сравнении с прототипом предлагаемая теплостойкая клеевая композиция отверждается при температуре ниже 100^оС (при 100 вместо 200^оС для прототипа), при этом прочностные свойства клеевых соединений остаются на уровне свойств клеевых соединений для прототипа - клея ТКМ-75, отвержденного при температуре 200^оС.The prototype, TKM-75 glue, does not possess optical transparency even in the absence of fillers. In comparison with the prior art proposed heat-resistant adhesive composition is cured at a temperature below 100 ^{° C} (with 100 instead of 200 ^{° C} for a prototype), the strength properties of the adhesive compounds remain at properties of adhesive joints for the prototype - adhesive BMT-75, cured at a temperature of 200 ^about S.

Неожиданный эффект заключается в том, что цель изобретения - улучшение оптических свойств и снижение температуры отверждения при сохранении прочностных свойств клеевых соединений - достигается при использовании в составе клеевой композиции нетеплостойкого модификатора - винилокса, в то время как использование в качестве модификатора других, более теплостойких продуктов, например, карборансодержащего полиэфира ОТС-4 (контрольный пример 9) не приводит к достижению положительного эффекта. The unexpected effect is that the purpose of the invention is to improve the optical properties and lower the curing temperature while maintaining the strength properties of the adhesive joints - achieved by using a non-heat-resistant modifier, vinylox in the composition of the adhesive composition, while using other, more heat-resistant products as a modifier, for example, carborane-containing polyester OTS-4 (control example 9) does not lead to a positive effect.

Claims

HEAT-RESISTANT ADHESIVE COMPOSITION, comprising an epoxy-silicone resin and anhydride hardener, characterized in that, in order to improve the optical properties and lower the curing temperature while maintaining the strength properties of the adhesive compounds, it contains an organosilicon compound 3ME-3E as epoxy-silicone resin, as an anhydride hardener - isomethyl tetrahydrophthalic anhydride and optionally epoxy vinyl ether of the formula
CH ₂ = CHOCH ₂ CH ₂ CH ₂ OCH ₂ -CH

CH ₂
and tris-2,4,6- (dimethylaminomethyl) phenol in the following ratio, wt.h .:
Epoxy silicone resin SEDM-3 100
Isomethyltetrahydrophthalic anhydride 30 - 45
Epoxy vinyl ether of the specified formula 5 - 25
Tris-2,4,6- (dimethylaminomethyl) phenol 0.8 - 1.5