RU2190652C2

RU2190652C2 - Glue composition for metallic article gluing

Info

Publication number: RU2190652C2
Application number: RU2000128335A
Authority: RU
Inventors: С.С. Томских
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Приморнефтегаз"; Томских Светлана Сергеевна
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2002-10-10

Abstract

FIELD: gluing materials. SUBSTANCE: invention relates to composite materials used for gluing metallic members and articles mainly. A glue composition is prepared on the basis of epoxy resin and a special component with hexamethylenetetramine. Composition comprises a hardening agent of cold solidification for epoxy resin taken in effective amount. The special component presents resin obtained by pyrolysis of solid inflammable minerals with density 1.06 g/cm³, not above, at 20 C, relative viscosity 1.3 s, not above, at 50 C and a solidification point 10 C, not above, and/or petroleum slime with density 0.88 g/cm³, not above, at 20 C, relative viscosity 1.5 s, not above, at 50 C and solidification point 40 C, not above. Invention can be used in ship building, ship repairing, hydrotechnical, industrial and municipal building, in machine engineering and machines repairing in carrying out works and the following exploitation under complex climatic conditions. Invention ensures to enhance technological effectiveness and safety in carrying out gluing works using a glue composition with simultaneous decrease of cost due to alternation of rheological properties and using nonspecial products of manufacture. EFFECT: improved quality and properties of composition. 1 tbl

Description

Изобретение относится к композиционным материалам для склеивания, преимущественно металлических деталей и изделий, и может быть использовано в судостроении и судоремонте, гидротехническом, промышленном и гражданском строительстве, а также машиностроении и ремонте машин при проведении работ и последующей эксплуатации в сложных климатических условиях. The invention relates to composite materials for bonding, mainly metal parts and products, and can be used in shipbuilding and ship repair, hydraulic engineering, industrial and civil engineering, as well as machine building and machine repair during work and subsequent operation in difficult climatic conditions.

Известны клеевые композиции на основе эпоксидных смол, содержащие дополнительно отвердитель в эффективном количестве и включающие различные органические и неорганические добавки (патент РФ 2058363, 1996; патент РФ 2049801, 1995). Известные клеевые композиции содержат в своем составе целевые дорогостоящие и дефицитные продукты, которые при этом приводят к значительному экзотермическому эффекту при отверждении, имеют недостаточную технологичность при склеивании из-за высокой вязкости, обладают низкой водостойкостью, что снижает надежность клеевых композиций при эксплуатации и ограничивает область использования, особенно в сложных климатических условиях. Known adhesive compositions based on epoxy resins, additionally containing a hardener in an effective amount and including various organic and inorganic additives (RF patent 2058363, 1996; RF patent 2049801, 1995). Known adhesive compositions contain targeted expensive and scarce products, which at the same time lead to a significant exothermic effect during curing, have insufficient processability when bonding due to high viscosity, have low water resistance, which reduces the reliability of adhesive compositions during operation and limits the scope of use , especially in difficult climatic conditions.

Известна клеевая композиция на основе эпоксидной смолы с эффективным количеством отвердителя, содержащая гексаметилен-тетрамин и другие целевые продукты промышленного производства, которые имеют высокую стоимость (патент РФ 2087511, 1997). Недостатком известной клеевой композиции является ее многокомпонентность. Низкие реологические свойства композиции вследствие высокой вязкости снижают технологичность и надежность склеивания. Known adhesive composition based on epoxy resin with an effective amount of hardener containing hexamethylene tetramine and other target products of industrial production, which are of high cost (RF patent 2087511, 1997). A disadvantage of the known adhesive composition is its multicomponent nature. Low rheological properties of the composition due to the high viscosity reduce the manufacturability and reliability of bonding.

В качестве прототипа выбрана клеевая композиция для склеивания металлических деталей, содержащая 100 мас.ч. эпоксидной диановой смолы с отвердителем в эффективном количестве и природный целевой компонент - 25...60 мас.ч. оксида кремния и различных металлов (патент РФ 2099381, 1997). Композиция характеризуется недопустимо высоким экзотермическим эффектом. При минимальном количестве целевого компонента композиция обладает высокой усадкой, а при максимальном - высокой вязкостью. Композиция отличается нестабильностью и неуправляемостью реологических свойств и высокой стоимостью за счет высокого содержания эпоксидной смолы. Композиция предназначена только для склеивания сухих изделий с подготовленной поверхностью и не обеспечивает надежности эксплуатации клеевого соединения, особенно в сложных климатических условиях (например открытые полигоны с морским климатом). An adhesive composition for gluing metal parts containing 100 parts by weight was selected as a prototype. epoxy Dianova resin with hardener in an effective amount and the natural target component is 25 ... 60 wt.h. silicon oxide and various metals (RF patent 2099381, 1997). The composition is characterized by an unacceptably high exothermic effect. With a minimum amount of the target component, the composition has high shrinkage, and with a maximum of high viscosity. The composition is unstable and uncontrollable rheological properties and high cost due to the high content of epoxy resin. The composition is intended only for gluing dry products with a prepared surface and does not provide reliable operation of the adhesive joint, especially in difficult climatic conditions (for example, open landfills with a marine climate).

Технической задачей изобретения является повышение технологичности и надежности при проведении клеевых работ и последующей эксплуатации деталей и изделий с использованием клеевой композиции с одновременным снижением себестоимости за счет изменения реологических свойств и использования нецелевых продуктов производства, обладающих высокими адгезионными свойствами. An object of the invention is to improve manufacturability and reliability during adhesive work and the subsequent operation of parts and products using an adhesive composition while reducing cost due to changes in rheological properties and the use of non-target products with high adhesive properties.

Предлагаемая клеевая композиция для склеивания металлических деталей содержит эпоксидную диановую смолу с отвердителем в эффективном количестве и целевой компонент. Новым является то, что в качестве целевого компонента композиция содержит смолу пиролиза твердых горючих ископаемых с плотностью при 20^oС не более 1,06 г/см³, условной вязкостью при 50^oС не более 1,3 с и температурой застывания не выше - 10^oС, представляющая собой азеотропную смесь, и/или нефтяной шлам с плотностью при 20^oС не более 0,88 г/см³, условной вязкостью при 50^oС не более 1,5 с и температурой застывания не выше -40^oС, представляющая собой азеотропную смесь, причем целевой компонент дополнительно содержит гексаметилентетрамин в количестве до 1 мас.%, а массовое соотношение эпоксидной смолы и целевого компонента составляет 30-80:20-70. Возможно использование различных эпоксидных диановых смол (например, ЭД-6, ЭД-20, ЭД-22 и т. д. , ГОСТ 10587-84). Сам целевой компонент отверждается гомополиконденсацией, а для отверждения эпоксидной диановой смолы может быть использован любой известный отвердитель, например дицианэтилдиэтилентриамин (УП-083314), изометилтетрагидрофталиевый ангидрид (ИМТГФА), метафинилендиамин, пиридин, полиоксипропилендиамин (ДА-200), полиэтиленполиамин (ПЭПА - самый распространенный отвердитель).The proposed adhesive composition for bonding metal parts contains an epoxy Dianova resin with a hardener in an effective amount and the target component. New is that, as a target component, the composition contains a pyrolysis resin for solid fossil fuels with a density at 20 ^o C of not more than 1.06 g / cm ³ , a conditional viscosity at 50 ^o C of not more than 1.3 s and pour point not higher 10 ^o C, which is an azeotropic mixture, and / or oil sludge with a density at 20 ^o C of not more than 0.88 g / cm ³ , conditional viscosity at 50 ^o C of not more than 1.5 s and pour point not higher than -40 ^o C, which is an azeotropic mixture, and the target component additionally contains hexamethylenetetramine in the amount of d . 1% by weight, and the weight ratio of the epoxy resin and the target component is 30-80: 20-70. It is possible to use various epoxy dianes (for example, ED-6, ED-20, ED-22, etc., GOST 10587-84). The target component itself is cured by homopolycondensation, and any known hardener can be used for curing the epoxy diane resin, for example, dicyanoethyl diethylenetriamine (UP-083314), isomethyl tetrahydrophthalic anhydride (IMTHFA), metafinylenediamine, pyridine, polyoxypropylene diamine (polyoxypropylenediamine) (polyoxypropylenediamine) hardener).

Близкие значения физических и химических характеристик компонентов, отсутствие наполнителя и пластификатора в клеевой композиции улучшают ее реологические свойства за счет снижения вязкости и повышения текучести и, как следствие, повышают ее технологические и эксплуатационные свойства. Также применение в композиции утилизируемых продуктов и снижение содержания целевых продуктов снижает стоимость готовой товарной продукции. Кроме того, используемые смола пиролиза и нефтяной шлам обладают высокой адгезионной способностью, сравнимой с адгезионной способностью эпоксидной смолы. Close values of the physical and chemical characteristics of the components, the absence of filler and plasticizer in the adhesive composition improve its rheological properties by reducing viscosity and increasing fluidity and, as a result, increase its technological and operational properties. Also, the use of recyclable products in the composition and a decrease in the content of the target products reduces the cost of finished finished products. In addition, the pyrolysis resin and oil sludge used have a high adhesive ability comparable to the adhesive ability of an epoxy resin.

Изобретение поясняется на трех примерах клеевых композиции для склеивания металлических деталей (см. таблицу). The invention is illustrated by three examples of adhesive compositions for bonding metal parts (see table).

Для приготовления целевого компонента композиций используют азеотропные смеси: для примеров I и II - смолу пиролиза каменного угля с плотностью не более 1,06 г/см³ (при 20^oС) и условной вязкостью не более 1,3 с (при 50^oС), для примеров II и III - жидкий нефтяной шлам с плотностью 0,875 г/см³ (при 20^oС) и условной вязкостью 1,4 с (при 50^oС).To prepare the target component of the compositions, azeotropic mixtures are used: for examples I and II, coal pyrolysis resin with a density of not more than 1.06 g / cm ³ (at 20 ^o C) and a nominal viscosity of not more than 1.3 s (at 50 ^o C ), for examples II and III - liquid oil sludge with a density of 0.875 g / cm ³ (at 20 ^o C) and a nominal viscosity of 1.4 s (at 50 ^o C).

Целевой компонент изготавливают в одну стадию путем смешивания компонентов при температуре не выше 25^oС в мешалке, снабженной термометром, куда предварительно загружают азеотропную смесь (смеси). Затем при атмосферном давлении вводят при перемешивании гексаметилентетрамин и нагревают смесь до температуры не выше 160^oС, после чего осуществляют изотермическую выдержку до окончания процесса газообразования. Непосредственно перед применением в полученный целевой компонент добавляют при перемешивании эпоксидную диановую смолу и полиэтиленполиамин.The target component is made in one stage by mixing the components at a temperature not exceeding 25 ^o C in a mixer equipped with a thermometer, which pre-load the azeotropic mixture (mixture). Then, at atmospheric pressure, hexamethylenetetramine is introduced with stirring and the mixture is heated to a temperature of no higher than 160 ^o C, after which isothermal exposure is carried out until the gas formation process is completed. Immediately before use, the epoxy resin and polyethylene polyamine are added to the obtained target component with stirring.

Клеевые композиции по примерам II и III предназначены главным образом для склеивания металлических деталей, работающих в условиях низких температур (за счет содержания нефтяного шлама). Противоморозные свойства клеевого соединения по примеру III выше при несколько сниженной по сравнению с примерами I и II адгезионной способностью композиции (но не ниже, чем у известных эпоксидных композиций). The adhesive compositions according to examples II and III are intended mainly for bonding metal parts operating at low temperatures (due to the content of oil sludge). The antifreeze properties of the adhesive compound of Example III are higher with the adhesive ability of the composition slightly reduced compared to Examples I and II (but not lower than that of the known epoxy compositions).

Полученную клеевую композицию используют в течение не более двух часов после введения полиэтиленполиамина. Время потери жизнеспособности композиции определяют по спонтанному повышению температуры емкости с клеевой композицией. Такая композиция становится не пригодной для дальнейшего использования. The resulting adhesive composition is used for no more than two hours after the introduction of polyethylene polyamine. The loss of viability of the composition is determined by the spontaneous increase in the temperature of the container with the adhesive composition. Such a composition becomes unsuitable for further use.

Claims

An adhesive composition for bonding metal parts containing an effective amount of an epoxy Diane resin with a hardener and a target component, characterized in that the target component contains a pyrolysis resin of solid fossil fuels with a density at 20 ^{° C. of} not more than 1.06 g / cm ³ , viscosity at 50 ^o C not more than 1.3 s and pour point not higher than -10 ^o C, which is an azeotropic mixture, and / or oil sludge with a density at 20 ^o C not more than 0.88 g / cm ³ , conditional viscosity at 50 ^o C no more than 1.5 s and solidification temperature no higher than -40 ^o C, which is an azeotropic mixture, and the target component additionally contains hexamethylenetetramine in an amount of up to 1 wt.%, and the mass ratio of the epoxy resin and the target component is 30-80: 20-70.