Клеи на основе эпоксидных смол

Эпоксидные клеи состоят из эпоксидной смолы, отвердителя и пластификатора. Пластификатор, как правило, вводится в состав смолы и тогда клей двухкомпонентный. В зависимости от применяемых отвердителей клеи бывают холодного и горячего отверждения.

Эпоксидные клеи отличаются высокой адгезией, малой усадкой при отверждении, достаточно высокой теплостойкостью и рядом других положительных свойств, и поэтому их широко применяют для склеивания металлов между собой, а также металлических и неметаллических конструкционных материалов.

 Основные марки эпоксидных смол: ЭД-24, ЭД-22, ЭД-20, ЭД-16, ЭД-14, ЭД-10, ЭД-8, Э-40, Э-44, Э-49. Применяют также галогеносодержащие эпоксидные смолы пониженной горючести: УП-614, УП-631, ЭХД и др.

Для получения теплостойких композиций применяют смолы, представляющие собой продукты совмещения дифенилопропановых смол с фурфуролацетоновой (ФА) смолой: ФАЭД8, ФАЭД10, ФАЭД-11, ФАЭД-13. Теплостойкость клеев – ≈ 130°С.

В состав клеев кроме смол всегда входят отвердители и часто пластификаторы.

В качестве отвердителей горячего отверждения применяют малеиновый, фталевый и янтарный ангидриды, мочевиноальдегидные и фенолоформальдегидные смолы. Количество отвердителя определяется расчетным путем и корректируется экспериментально. Обычно количество отвердителей горячего отверждения колеблется в пределах 32…41% от веса смолы.

Время отверждения зависит от температуры и может колебаться в пределах 4–12 часов. Чем выше температура, тем меньше время отверждения.

В клеях холодного отверждения в качестве отвердителей чаще всего применяют гексаметилендиамин, полиэтиленполиамин, кубовый остаток и др. Количество отвердителя также рассчитывается и берется порядка 8…10% от веса смолы. Время отверждения клеевых соединений при температуре 20°С - от одних до пяти суток.

Жизнеспособность клеев от 0,5 до 2 часов.

В качестве пластификаторов чаще всего используют дибутилфталат, МГФ-9 и другие в количестве 10…15%.

Технология склеивания деталей эпоксидным клеем

 холодного отверждения

1. Подгонка, зачистка и обезжиривание склеиваемых поверхностей.

2. Приготовление клея (отвешивание необходимого количества смолы, отвердителя и смешивание компонентов в течение 5 – 7 минут). Жизнеспособность клея – 2 часа.

3. Нанесение клея на склеиваемые поверхности.

4. Открытая пропитка – 5 – 10 минут.

5. Соединение склеиваемых деталей или образцов и создание давления прижатия 0,05…0,5 МПа (0,5…5 кгс/см²) и выдержка при комнатной температуре не менее 24 часов.

6. Извлечение образцов или деталей из зажимного устройства, проверка качества склейки или испытания образцов на сдвиг.

Схема испытаний склеенных образцов на сдвиг показана на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Схема испытаний склеенных образцов на сдвиг:

1 – склеенный образец, 2 – упор, 3 – струбцина

 

Применение специальных клеев для склеивания

Изделий из оргстекла

В качестве клеев для склеивания оргстекла используют чистые растворители, клеящие лаки и полимеризационные клеи.

Клеи-растворители широко применяют для склеивания изделий из органического стекла, винипласта, полистирола.

Органическое стекло растворяется в дихлорэтане, ледяной уксусной кислоте и других органических растворителях. На первой стадии растворения, т.е. при набухании, его поверхность становится мягкой и липкой, что способствует диффузии.

Клеящие лаки – это 2…3%-ные растворы полимера в органических растворителях.

Клеи-растворители или клеящие лаки используют в основном при изготовлении декоративных изделий и моделей, где решающее значение имеет

 не прочность склейки, а простота ее выполнения. Влаго- и атмосферостойкость полученных таким образом соединений относительно невысоки и со временем снижаются.

Для склеивания изделий технического назначения применяют полимеризационные клеи, обеспечивающие чрезвычайно высокую прочность склейки, сохраняемую изделием постоянно. Полимеризационный клей состоит из полимера – 10%, мономера – 90%, инициатора (перекиси бензола). Наиболее известными полимеризационными клеями являются отечественные клеи ВК-32-70а, ВК-32-70б и зарубежные – плексигумы 8050, 8051, тензоловый цемент №3 и др.

Непременные условия прочности клеевого соединения – тщательная подготовка соединяемых поверхностей и строгое соблюдение технологического режима склеивания.

Технология склеивания деталей из оргстекла

клеями-растворителями или клеящими лаками

1. Поверхности склеиваемых деталей не подвергаемые склеиванию оклеивают пергаментной бумагой водорастворимым желатиновым или крахмальным клеем. Делается это в случае необходимости сохранения оптических свойств деталей.

     2. Выполняют подгонку, зачистку и обезжиривание склеиваемых поверхностей (обезжиривание иногда можно не проводить, так как клеи-растворители одновременно выполняют и функции обезжиривания).

     3. Наносят клей на обе склеиваемые поверхности. Цель этой операции – растворение обеих склеиваемых поверхностей. Клей-растворитель или клеящий лак наносят многократно и обильно в течение 8 – 10 минут. Нанесенный клей аккуратно перемешивают так, чтобы не допустить его стекания по боковым поверхностям склеиваемых образцов или деталей. На конечной стадии проводят выдержку без добавления клея, но перемешивая его для повышения вязкости раствора. Вязкость должна быть такой, чтобы за отрываемой от раствора кистью тянулись нити до 15…20 см. Полное высыхание растворителя при этом недопустимо.

     4. Соединяют образцы или детали и прижимают их так, чтобы из зоны склейки полностью удалились пузырьки воздуха. После небольшой выдержки осуществляют прижатие образцов давлением 0,05…0,3 МПа (0,5…3 кгс/см²).

     5. Выдерживают склеенные образцы или детали в сжатом состоянии не менее 24 часов для образцов толщиной 3…4 мм и не менее 96 часов при толщине склеиваемых материалов 10 мм и более.

     6. Извлекают образцы из зажимного устройства и выдерживают их не менее 24 часов в свободном состоянии.

     7. Испытывают склеенные образцы на сдвиг по схеме рис. 5.4.