SU962288A1 - Состав дл обработки фторуглеродных полимеров - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  смеси, котора  содержит металлоорганическое и стабилизированное по отношению к воздействию атмосферы соединение щелочного металла, и может быть использовано дл  активировани  поверхности политетрафторэтилена (тефлона) и других фторуглеродных полимерных материалов .

Политетрафторэтилен (тефлон) и другие фторопласты отличаютс  ценными физико-химическими свойствами, особенно устойчивостью против действи  химических реагентов, относительно высокой температурой экстремальных электроизол ционных свойств, а также низким коэффициентом трени . .Благодар  этим преимуществам они наход т все более широкое применение, хот  эти материалы относительно дороги и труднее перерабатываютс , чем другие пластические массы. Особенно затруднительно осуществл ть соединение , в частности склеивание, отдельных частей, изготовленных из этих материалов, а также их соединение с детал ми, полученными из других материалов . Дл  склеивани  фторуглеродных полимеров примен ют предварительную обработку их поверхности.

Известен состав дл  обработки фторуглеродных полимеров, содержащий 1%-ный раствор натри  в безводном жидком аммиаке С После такой обработки полимеры можно склеивать различными кле ми, однако технологи  обработки  вл етс  чрезвычайно опасной вслед .ствие склонности состава к самовоз:горанию .

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и положительному эффекту состав дл  обработки фторуглеродных полимеров, со держащий щелочной металл, аромати . ческий углеводород, например антра20 , цен, нафталин, фенантрен и дифенил, и органический растворитель 2.

Однако известный состав чувствителен к действию атмосферной среды и кислорода, в св зи с чем он мало стабилен и склонен к сомовоспламенению , а также активность его падает во времени.

Цель изобретени  - повышение стабильности при хранении на воздухе. Поставленна  цель достигаетс  тем, что состав дл  обработки фторуглеродных полимеров, содержащий щелочной металл, ароматический угле водород, выбранный из группы, включающей антрацен, нафталин, фенантре и дифенил, и органический растворитель , дополнительно содержит полимер , выбранный из группы, включающей папиизобутилен, полистирол, поливинилозобутиловый эфир, полиоксиэтилен и их смеси, при сл.едующем соотношении компонентов, вес.ч.: Щелочной металл 0,64-3,2 Ароматический углеводород 3,25-18 Органический растворитель 40,6-87 Полимер0. .95-50,85 В качестве органического растворител  состав содержит алифатически или циклоалифатический эфир, или его смесь с алифатическим или ароматическим углеводородом. Кроме того, состав дополнительно содержит 0,039-3,3 . кроненэфира формулы .( 0-CHi-CHa)v« -Ох ЧО-СНа-СН.Ь-Огде m + п 2-10. Активирование поверхности, фторуглеродных полимеров указанной смесью ocyщecтвл ютl нанесением на предмет сло  достаточной толщины (например 1 мм) и воздействием это го сло  в течение необходимого промежутка Времени (30-300 с). При таком активированиинет необходимости поддерживать какую-либо защитную ат мосферу, поскольку разложение смеси на воздухе происходит так медленно, что ее активность в достаточной мере сохран етс  при контакте с атмосферой даже спуст  несколько часов. Благодар  этому устран етс  самовоспламен емость состава, в результате чего манипул ции с ним станов тс  значительно безопаснее. Получение состава дл  активировани  хот  и осуществл етс  очень просто, однако предпочтительнополучать сме в защитной атмосфере. Полученный со став устойчив при хранении в закрытом сосуде при температуре около 20° С даже в течение нескольких мес  цев . Активность его может быть легк проконтролирована, так как в активном состо нии он имеет интенсивную окраску, и наоборот, в неактивном состо нии бесцветен или имеет цвет от желтоватого др коричневатого. Состав также может сохран тьс  в металлических тюбиках, что дае.т воз можность очень просто повторно прим н ть активирующий состав прежде всего в единичных случа х применени  или в случае активировани  маленьких предметов из фторопластов. Однако указанный активирующий состав также с большим успехом может быть применен при серийного производстве, например, осуществл емом по непрерывному принципу дл  ленты фторопласта шириной 30 см. В этом случае расход активирующего состава невелик и составл ет, как правило, мерее 50 г/м . Удаление остатков состава не создает затруднений. При серийном способе.активировани , т.е. непрерывном, отмывка может быть достигнута гор чей водой с добавкой пов.ерхностно-активного соединени  и в некоторых случа х вз того в небольшом количестве органического растворител , например ксилола. Отдельные маленькие предметы могут быть отмыты после активировани  преимущественно такими органическими растворител ми , как хлороформ, ксилол, толуол . Качество поверхности политетрафторэтилена , который активирован предлагаемым составом, сравнивают с качеством поверхности политетрафторэтилена , который при прочих равных , услови х обрабатывают раствором натрийнафталина в тетрагидррфуране в атмосфере аргона. Активированную поверхность политетрафторэтилена склеивают эпоксидным клеем CHS-эпокси 15 при применении катализатора В 3. Исследовани  на прочность производ т в соответствии с CSN 668 510. Полученное значение сопротивлени  сдвигу клеевого соединени , осуществленного при применении известного состава, составл ет 42,6 кг/см, а при приме-, t нении предлагаемого состав. - 43,8 кг/см. Оба состава практически дают одинаковые результаты, так чта при более благопри тных услови х и при определенных обсто тельствах, при которых известные методы вообще не могут быть применены (например, в случае имеющих большую площадь поверхности предметов ) , может быть достигнуто равнозначное действие. Пример 1. Активировающий .состав получают посредством обменного взаимодейтсви  в згшдатной атмосфере 0,11 моль натри , 0,10 мольнафталина , 40 г полиизобутилена (молекул рный вес примерно 45000),.100 мл сухого тетрагидрофурана и 5 г кроненэфира . Полученную смесь нанос т при доступе воздуха на поверхность политетрафторэтилена слоем толщиной 12 мм и 5 мин смесью воздействуют на указанную поверхность. После этого остаток активирующей смеси удал ют, в результате чего получают пригодную дл  склеивани  поверхность поли тетрафторэтилена. Пример 2, Состав получают аналогично примеру 1 посредством вз имодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль нафталина, 25 г палистиро ла (молекул рный вес примерно 50000 и 100 мл сухого тетрагидрофурана. П склеивании с активированной поверхHotfTbw политетрафторэтилена получаю значение сопротивлени  сдвигу клеевого соединени , равное 43,.8 кг/см Пример 3. .Состав, полученный аналогично примеру 1, посредством обменного взаимодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль нафталина, 11 г поливинилизобутилового эфира .{К 100-200 и 100 мл тетрагидрофура на, дает после воздействи  на поверхность политетрафторэтилена при склеивании сопротивление сдвигу 44 кг/см1 Пример 4. Состав, полученный аналогично примеру 1, посредством обменного взаимодействи  0,11 моль кали , 0,10 моль дифенила, 25 полистирола и 100 мл сухого тетрагидрофурана , создает посредством воздействи  на поверхность политетр фторэтилена подход щую поверхность дл  склеивани . Полученное значение сопротивлени  сдвигу составл ет 40 кг/см .Пример 5. Состав, полученный аналогично примеру 1 посредство обменного взаимодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль нафталина, 11 г поливинилизобутилового эфира, 50 мл толуола и 50 мл сухого тетрагидрофурана , создает после активировани  политетрафторэтилена подход щую дл  склеивани  поверхность. Пример б. Состав, полученный аналогично примеру 1 посредство ;обменного взашмодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль антрацена, 25 г полистирола и 100 мл сухого 1,2диметоксиэтана , дает после активировани  политетрафторэтилена подход щую дл  склеивани  поверхность. Полученное значение сопротивлени  i с двигу составл ет 43 кг/см, П р и м е р 7, Состав, полученный аналогично примеру 1 посредство обменного в.занмодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль нафталина, 13 г полистирола, б г поливинилизобутилового эфира и 100 мл тетрагидрофурана , дает после активировани  по литетрафторэтилена подход щую дл  склеивани  поверхность. П р и м е р 8. Состав, полученный аналогично примеру 2, дает посл активировани  политетрафторэтилена поверхность, при1одную дл  склеивани .. Пример 9. Состав, полученный аналогично примеру 1 посредством обменного взаимодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль нафталина, 6 г поливинилизобутилового эфира , 120 мл сухого диэтилового эфира и 40 мл сухого тетрагидрофурана, дает после активировани  тефлона поверхность, пригодную дл  склеивани . Прочность креплени  на сдвиг составл ет 39 кг/см . Пример 10. Состав, полученный аналогично примеру 1 посредством обменного взаимодействи  0,1.1 моль натри , 0,10 моль нафталина, 30 г полистирола, б г полиоксиэтилена, 100 мл сухого тетрагидрофурана, 30 -мл сухого толуола и 2,5 мл сухого бензина (т.кип.35-90°С), дает после активировани  тефлона поверхность , пригодную дл  склеивани . Дозировка компонентов по примерам 1-10 приведена в табл.2. Пример 11. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством обменного взаимодействи  0,11 моль Натри , 0,10 моль нафталина, 200 г полиизобутилена с молекул рным весом 10000 и 200 мл тетрагидрофурана , дает после воздействи  на поверхность политетрафторэтилена при склеивании результаты, аналогичные указанным выше. Прочность креплени  на сдвиг 38 кг/см. Пример 12. Состав, полученный аналогично примеру 2, . посредством обменного взаимодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль нафтали-. на, 1 г полистирола с молекул рным весом 3,000.000 и 100 мл тетрагидрофурана , при активировании поверхности политетрафторэтилена придает поверхности аналогичные свойства. Пример 13. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством обменного взаимодействи  0,11 моль натри . О ,05 моль нафталина, 25 г полистирола и 100 мл тетрагидрофурана , дает после воздействи  на поверхность политетрафторэтилена при склеивании аналогичные результаты. Пример 14.. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством обменного взаимодействи  0,11 моль натри , 0,2 моль нафталина, 25 г полистирола и 100 мл тетрагидрофурана , дает после воздействи  на поверхность политетрафторэтилена при склеивании аналогичные результаты . Прочность креплени  на сдвиг 42,2 кг/см . П р и м е р 15. Состав, полученный аналогично примеру 2, посредством обменного взаимодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль нафталина, 50 г полистирола и 50 мл тетрагидрофурана , дает после воздействи г на поверхность политетрафторэтилена при склеивании аналогичные результаты. Прочность креплени  на сдвиг. 43 кг/см.

Пример 16 . Состав ,цл  обработки фторуглеродных полимеров, полученный ансшогично примеру 1 посред ством взаимодействи  0,11 моль натри , О.,10.коль нафталина, 100 мл тетрагидрофуранар 5 г полиизобутилэфира и 10 г полистирола, дает при активировании поверхности политетрафторэтилена результаты, аналогичные указанным зыше примерам.

Пример -I. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством взаимодействи  0,11 моль натри  0,10 мольфенантрена, 100 мл тетрагидрофурана , 5 г полиэтилена с молекул рным весом 4000 и 15 г полистирола , дает при активировании поверхности политетрафторэтилена аналогичные результаты. Прочность креплени  на .сдвиг 41,2 кг/см.

Пример 18, Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством взаимодействи  0,11 моль натри , 0,10 моль фенантрена, 100 мл тетрагидрофурана , 5 г полипропилена-(с молекул рным весом 4000) и 15 г полистирола , дает при активировании поверхности политетрафторэтилена аналогичные результаты.

Пример 19. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством обменного взаимодействи  О,11 моль натри , 0,10 моль нафталана, 100 MJT тетрагидрофур-ана, 6 г полиоксипропилена и 15 г полистирола, дает после воздействи  на поверхность политетрафторэтилена при, склеиваЮТи аналогичные результаты.

Пример 20. Состав дл  обработки фторуглеводородных полимеров получают аналогично примеру 1, однако дополнительно ввод т 0,03 вес.ч. . кроненэфира. Провдость креплени  на сдвиг - 44 кг/см ,

Пример21„ Состав, полученный аналогично примеру Л взаимодействием 0,11 моль лити , 80 мл тетрагидрофурана , 20 мл циклогексана, 0,11 моль Нафталина и 25 г полистирла , создает посредством обработки поверхности политетрафторэтилена подход щую поверхность дл  склеивани . Прочность креплени  на сдвиг 38,7 кг/см.

Пример 22. Состав, полученный аналогично примеру 1 обменным взаимодействием 0,11 моль натри , 0,10 моль нафталина, 50 мл тетра-. гидрофурана и 50 мл смеси ароматических углеводородов, содержащей бензол, толуол и ксилол в соотношении 1:1:1, и 25 г полистирола, дает подход щую поверхность дл  склеивани  политетрафторэтилена. Прочность креплени  на сдвиг 39,5 кг/см .

Пример 23. Состав, полученный аналогично примеру 1, обменным взаимодействием 0,055 моль .натри  и 0,055 моль кали , 0,10 моль нафталина , 100 мл тетрагидрофурана и 25 г полистирола, дает после активировани  политетрафторэЗгилена поверхность , пригодную дл  склеивани . Прочность креплени  на сдвиг 42 кг/см.

Пример 24. Состав, полученный аналогично примеру 1, обменным взаимодействием 0,11 моль натри , 100 лл тетрагидрофурана и 15,3 г эквимол рной смеси нафталина, дифенила и фенантрена и 25 г полистирола , дает после активировани  политетрафторэтилена поверхность, пригоную дл  склеивани . Прочность креплени  на сдвиг 42,1 кг/см.

Дозировка компонентов по примерам 11-24 приведены в табл.2.

Claims (2)

1. Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет достигнуть высоких показателей склеивани  фторуглеродных полимеров. При йтом составы дл  обработки имеют большую стабильность, чем известные . . Формула изобретени  1. Состав дл  обработки фторугле родных полимеров, содержащий щелочной метсшл, ароматический углеводород , выбранный из группы, включающе антрацен, нафталин, фенантрен и дифенил , и органический растворитель отличающийс  тем,что, с целью повышени  стабильности при хранении на воздухе, он дополнитель но содержит полимер, выбранный из группы, включающей пол 1изобутилен, полистирол, поливинилизобутиловый эфир, полиоксиэтилен.и их смеси, при следующем соотношении компонентов , вес.ч.: 0,64-3,2 Щелочный металл Ароматический 3,25-18 углеводород Органический раст воритель 40,6-87 0,95-5.0,8f Полимер 2.Состав по п. 1, о т л и ч а К) : щ и и с   тем, что Вкачестве органического растворител  он содержит алифатический или циклоалифатический эфир или его смесь с алифатическим или ароматическим углеводородом. 3.Состав попп. 1« 2, отличающийс  тем,что он дополнительно содержит кроненэфир формулы см хСО-СНа-СНа),„-о б о CfeHio СО-сно.-СНо.Ь, - о где m + п 2-10, в количестве 0,039-3,3 вес.ч. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Cagle C.V. Handbook of Adhesive Bonding. New York, Me.Craw Hill Book Co. 1973, 1917-1921.
2. 2.Патент США 2809130,кл.156-130, опублик.1957 (прототип).