RU2061727C1

RU2061727C1 - Heat resistant adhesive composition

Info

Publication number: RU2061727C1
Authority: RU
Inventors: Л.И. Войтенко; Ж.И. Гольдштейн; Г.С. Бондаревский; Н.И. Курьякова; Э.Г. Карелина
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: electronics and other branches of industry. SUBSTANCE: proposed composition contains (mass parts): organic resin 100, maleic imide being product of interaction of 4,4[bis-4-(p-aminophenoxy)phenyl]propane or aromatic oligoamide with maleic anhydride 15-35, inorganic powder filler 30-80. Proposed composition also may contain 15-20 mass parts of diluent. Mentioned above organic resin represents product of interaction of diane resin with organosilicon compound or with silicium organotitanium compound which contains 2-5 % of Si, 12-16 % of epoxy groups and 1.5-2 % of Ti. EFFECT: improves quality of desired product. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области создания термостойкого клея, способного выдерживать воздействие температур до 400^oС и механических нагрузок, предназначенного для использования в электронной, радиоэлектронной и других отраслях промышленности и, в частности, в ювелирной для крепления кристаллов алмаза для последующей их механической обработки (распиловки).The invention relates to the field of creating a heat-resistant adhesive capable of withstanding temperatures up to 400 ^o C and mechanical loads, intended for use in electronic, electronic and other industries and, in particular, in jewelry for attaching diamond crystals for their subsequent mechanical processing (sawing) .

Известен термостойкий органический клей К-III, отверждающийся при температуре 200^oС в течение 2-х часов, на основе полихлорметилфенилсилоксановой смолы. Клеевые соединения с применением этого клея (1) устойчивы при температурах эксплуатации не выше 300^oС (прочность при сдвиге (τ_сдв) при 300^oС 1,5 МПа).Known heat-resistant organic adhesive K-III, cured at a temperature of 200 ^o C for 2 hours, based on polychloromethylphenylsiloxane resin. Adhesive joints using this glue (1) are stable at operating temperatures not higher than 300 ^o С (shear strength (τ _shear ) at 300 ^o С 1,5 MPa).

Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу - 100 масс. ч. бисмалеинимид 20 масс.ч. отвердитель (мета-фенилендиамин) 20 масс. ч. и катализатор (перекись дикумила) 0,2 масс.ч. (2). Композиция работоспособна лишь при температурах не выше 200^oС.Known polymer composition comprising an epoxy Dianova resin - 100 mass. including bismaleinimide 20 parts by weight hardener (meta-phenylenediamine) 20 wt. hours and the catalyst (dicumyl peroxide) 0.2 wt.h. (2). The composition is functional only at temperatures not higher than 200 ^o C.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является клеевая композиция, включающая эпоксикремнийорганическую смолу, малеимид, неорганический наполнитель и пр. добавки (3). Термостойкость композиции недостаточна. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is an adhesive composition comprising an epoxy silicone resin, maleimide, inorganic filler and other additives (3). The temperature resistance of the composition is insufficient.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона рабочих температур клеевой композиции до 400^oС и жизнеспособности клея при eго применении и хранении.An object of the invention is to expand the range of operating temperatures of the adhesive composition to 400 ^o With and the viability of the adhesive during its use and storage.

Поставленная задача изобретения достигается тем, что термостойкая клеевая композиция, включающая эпоксидный компонент, малеинимид и неорганический порошкообразный наполнитель, содержит в качестве зпоксидного компонента эпоксиэлементоорганическую смолу продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с кремнийорганическим или кремнийтитаноорганическим соединением, содержащий 2-5 Si, 12-16 эпоксидных групп и 1,5-2,0 Ti и в качестве малеинимида продукт взаимодействия 4,4'[бис 4 (п-аминофенокси/фенил] пропана или ароматического олигоамина с малеиновым ангидридом при следующем соотношении компонентов масс.ч. The object of the invention is achieved in that the heat-resistant adhesive composition comprising an epoxy component, maleimide and an inorganic powder filler contains, as an epoxy component, an epoxyelementorganic resin, the reaction product of an epoxy diane resin with an organosilicon or organosilicon compound containing 2-5 Si, 12-16 epoxy groups and 1.5-2.0 Ti and, as maleimide, the reaction product of 4.4 '[bis 4 (p-aminophenoxy / phenyl] propane or aromatic oligoamine with small edinic anhydride in the following ratio of components by weight

эпоксиэлементоорганическая смола 100
малеинимид 15 35
неорганический порошкообразный наполнитель 30 80
В качестве эпоксиэлементоорганической смолы были использованы смолы марок СЭДМ-1, СЭДМ-2 и СЭДМ-4 по ОСТ 6-05-448-80, представляющие собой продукты модификации эпокcидных диановых смол ЭД-16 и ЭД-20 кремнийорганическими и кремнийтитанорганическими соединениями, и характеризуются следующими показателями:
Смола СЭДМ-1: содержание Si 5,0 эпоксидных групп 12 сухой остаток 99,0
Смола СЭДМ-2: содержание Si 4,0 эпоксидных групп 14 сухой остаток 98,5
Смола СЭДМ-4: содержание Si 2,0-2,5 Тi 1,5-2,0 эпоксидных групп 15-16 сухой остаток 98,0-99,7
В качестве малеинимидов были использованы:
бисмалеинимид, полученный взаимодействием 4,4'- [бис-4 (п - -аминофенокси) фенил] пропана с малеиновым ангидридом (4);
олигомалеинимид, полученный взаимодействием ароматического олигоамина с малеиновым ангидридом (5).100 epoxy resin
maleimide 15 35
inorganic powder filler 30 80
As the epoxyelement-organic resin, we used resin types SEDM-1, SEDM-2 and SEDM-4 according to OST 6-05-448-80, which are products of the modification of epoxy dianes ED-16 and ED-20 with organosilicon and organosilicon compounds, and are characterized by the following indicators:
SEDM-1 resin: Si content of 5.0 epoxy groups 12 solids 99.0
SEDM-2 resin: Si content of 4.0 epoxy groups 14 solids 98.5
SEDM-4 resin: Si content 2.0-2.5 Ti 1.5-2.0 epoxy groups 15-16 dry residue 98.0-99.7
As maleimides were used:
bismaleimide obtained by reacting 4,4'- [bis-4 (p - amino-phenoxy) phenyl] propane with maleic anhydride (4);
oligomaleinimide obtained by the interaction of aromatic oligoamine with maleic anhydride (5).

Характеристики используемых малеинимидов:
бисмалеинимид т.пл. 85-89^oC, содержание С 72,91 Н 4,43 N 4,78
олигомалеинимид т.пл. 117-123^oC, содержание С 68,75 H 4,15 N 4,74
В качестве неорганических порошкообразных наполнителей используют нитрид бора (ТУ 2036-707-77), карбид кремния (ГОСТ 2МТ 74-81-78), окись цинка (ТУ 6-09-1604-80), пылевидный кварц марок КП-1 или КП-2 (ГОСТ 9077-59) и их смеси.Characteristics of the maleimides used:
bismaleinimide mp 85-89 ^o C, the content of C 72.91 N 4.43 N 4.78
oligomaleinimide mp 117-123 ^o C, the content of 68.75 H 4.15 N 4.74
As inorganic powdery fillers, boron nitride (TU 2036-707-77), silicon carbide (GOST 2MT 74-81-78), zinc oxide (TU 6-09-1604-80), dust-like quartz of the grades KP-1 or KP are used -2 (GOST 9077-59) and mixtures thereof.

В случае применения высоковязких эпоксидных смол типа СЭДМ-1 или СЭДМ-4 в состав клея дополнительно вводят "активные" разбавители в количестве 15-20 масс.ч. на 100 масс.ч. вышеназванных эпоксидных смол. In the case of using highly viscous epoxy resins of the type SEDM-1 or SEDM-4, “active” diluents in the amount of 15-20 parts by weight are additionally added to the adhesive. per 100 parts by weight the above epoxies.

В качестве таких разбавителей могут быть использованы: фурилглицидиловый эфир (ТУ 6-05-5779-76) или продукт УП-650Т (ТУ 6-05- -241-130-81), представляющий собой эпоксидную циклоалифатическую смолу с низкой вязкостью и высоким содержанием эпоксидных групп. As such diluents can be used: furyl glycidyl ether (TU 6-05-5779-76) or the product UP-650T (TU 6-05- -241-130-81), which is an epoxy cycloaliphatic resin with a low viscosity and a high content epoxy groups.

Клеевую композицию готовят следующим образом: в эпоксидную смолу СЭДМ (100 масс. ч. ) вводят при перемешивании от 15 до 35 масс. ч. малеинимида и порциями добавляют наполнитель (30-80 масс.ч.), смесь тщательно растирают до образования однородной массы. The adhesive composition is prepared as follows: from 15 to 35 masses are introduced into the epoxy resin SEDM (100 mass parts) with stirring. including maleimide and filler is added in portions (30-80 parts by weight), the mixture is thoroughly triturated until a homogeneous mass is formed.

Готовый клей с помощью шпателя или кисти тонким слоем наносят на предварительно подготовленные (опескоструенные или обезжиренные ацетоном) склеиваемые поверхности. Отверждение клея проводят при температуре 250^oС в течение 3-10 час, и удельном давлении 0,3-0,5 кгс/см², с последующим охлаждением склеенных образцов до комнатной температуры.Using a spatula or brush, the finished glue is applied with a thin layer to previously prepared (sandblasted or degreased with acetone) glued surfaces. Curing of the adhesive is carried out at a temperature of 250 ^o C for 3-10 hours, and a specific pressure of 0.3-0.5 kgf / cm ² , followed by cooling the glued samples to room temperature.

Применение клеевой композиции при механической обработке алмазов (распиловке) в ювелирной промышленности обеспечивает получение склеек с минимальным выходом брака. The use of the adhesive composition in the mechanical processing of diamonds (sawing) in the jewelry industry provides glues with a minimum yield of marriage.

Для наглядной иллюстрации изобретения были изготовлены клеевые композиции, рецептурный состав которых и свойства склеек представлены ниже в таблице. To illustrate the invention, adhesive compositions were made whose prescription composition and gluing properties are presented in the table below.

В примерах 1-3 приведены составы и свойства клеевых композиций по данному изобретению с минимальным (мин. ), оптимальным (опт.) и максимальным (макс) соотношением компонентов, примеры 4-7 сравнительные. В примерах 8 и 9 даны запредельные соотношения компонентов. В примере 10 клей изготовлен на основе композиции, заявленной в патенте (2). Из данных, приведенных в таблице следует, что механические показатели (τ_сдв) при температуре 400^oС для примеров 1-3 составляют 1,5-3,7 МПа, тогда как клей-прототип в данных условиях испытаний разрушается полностью, без нагрузки.Examples 1-3 show the compositions and properties of the adhesive compositions according to this invention with a minimum (min.), Optimal (opt.) And maximum (max.) Ratio of components, examples 4-7 are comparative. In examples 8 and 9 are given the prohibitive ratio of the components. In example 10, the adhesive is made on the basis of the composition claimed in the patent (2). From the data given in the table it follows that the mechanical properties (τ _sdv ) at a temperature of 400 ^o C for examples 1-3 are 1.5-3.7 MPa, while the prototype adhesive under these test conditions is completely destroyed, without load.

Клеевые композиции с запредельным соотношением компонентов (примеры 8 и 9) по сравнению с композициями по изобретению (примеры 1-3) являются не технологичными вследствие образования высоковязких или не отверждающихся систем. Применение "активных" разбавителей (примеры 5 и 7) улучшает технологические свойства клеевых композиций без существенного снижения механической прочности клеевых соединений при воздействии высокой температуры эксплуатации: (σ_сдв) при 400^oС по примеру 2 (опт, вариант) 3,7 МПа; для клеевых композиций с "активными" разбавителями (τ_сдв) составляет 2,5-3,0 МПа.Adhesive compositions with a prohibitive ratio of components (examples 8 and 9) compared to the compositions of the invention (examples 1-3) are not technologically advanced due to the formation of highly viscous or non-curing systems. The use of "active" diluents (examples 5 and 7) improves the technological properties of adhesive compositions without significantly reducing the mechanical strength of adhesive joints when exposed to high operating temperatures: (σ _sdv ) at 400 ^o C according to example 2 (opt, option) 3.7 MPa; for adhesive compositions with "active" diluents (τ _sdv ) is 2.5-3.0 MPa.

Предлагаемая клеевая композиция обладает значительной жизнеспособностью (3 месяца), что позволяет ее изготавливать в виде одноупаковочной системы и, тем самым, значительно упростить технологию применения. Клеевую композицию можно рекомендовать для решения таких технических задач, когда требуется высокая прочность клеевых соединений материалов при воздействии температур до 400^oC и высоких механических нагрузок. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3The proposed adhesive composition has significant viability (3 months), which allows it to be manufactured in the form of a single-pack system and, thereby, greatly simplify the application technology. The adhesive composition can be recommended for solving such technical problems when high strength adhesive joints of materials are required when exposed to temperatures up to 400 ^o C and high mechanical loads. TTT1 TTT2 TTT3

Claims

1. Heat-resistant adhesive composition comprising an epoxy silicone resin, maleimide and an inorganic powder filler, characterized in that it contains as the epoxy silicone resin the reaction product of an epoxy diane resin with an organosilicon or organosilicon compound containing 2-5% Si 12-16% epoxy groups and 1.5-2% Ti, respectively, and as maleimide, the reaction product of 4,4 '- [bis-4 (n-aminophenoxy) phenyl] propane or aromatic oligoamine with maleic anhydride when the ratio of the components of the composition, wt. h

Epoxy silicone resin 100
Maleinimide 15 35
Inorganic Powder Filler 30 80
2. The composition according to p. 1, characterized in that it contains a diluent in an amount of 15-20 wt.h. per 100 wt. including resin.