Адгезионный состав
Иллюстрации
Показать всеРеферат
АДГЕЗИОННЬЙ СОСТАВ для крепления пленки на основе алифатического полиамида к металлической подложке, содержащий спирторастворимый полиамид или поливинилбутираль и алифатический спирт, о тличающийся тем, что, с целью повьшения адгезионной прочности , он дополнительно содержит муравьинокислую медь, воду и ингибитор коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%: Спирторастворимый полиамид или поливинил0 ,5-2,П бутираль Муравьинокислая 0,02-0,20 медь Ингибитор корро0 ,005-0,050 зии 1-5 Вода (Л Алифатический Остальное спирт
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
А (19) (И) 4(si) С 09 J 3/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0,02-0 20
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ, И OTHPblTHA (21) 3682621/23-05 (22) 30,12.83 (46) 23.04.85. Бюл. N 15 (7?) С.С. Песецкий, О.Н. Александрова и В.Е. Старжинский (71) Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР (53) 678. 026 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
NI 882757, кл. B 29 D 3/02, 1978.
2. Песецкий С.С. Исследование литьевых адгезионных соединений полиамидов с металлами: Автореферат канд. дис., Рига, 1.980, с 9-11 (прототип). (54)(57) АДГЕЗИОННЫИ СОСТАВ для крепления пленки на основе алифатического полиамида к металлической подложке, содержащий спиртораство 1 римый полиамид или поливинилбутираль и алифатический спирт, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения адгезионной прочности, он дополнительно содержит муравьинокислую медь, воду и ингибитор коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.X:
Спирторастворимый полиамид или поливинилбутираль 0,5-?, A
Муравьинокислая медь
Ингибитор коррозии 0,005-0,050
Вода 1-5
Алифатический спирт
Изобретение относится к технологии склеивания и, в частности, может быть применено для крепления алифатических полиамидных пленок спирт или поливинилбутираль 69,0-94,6
Резольную фенопоформальдегидную смолу
Гексаметилен. тетрамин 0,05-5,00
Хромат цинка 0 05-0 50
Недостатком данного способа является низкая адгезия полиамидоя к металлической поверхности и необходимость нагрева металлической арматуры до ?40-360 С.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является адгезионный состав для крепления алифатических полиамидов к металлам
ГЛ содержащий. спирторастворимый полиамид или поливинилбутираль (0,52,0 мас.X) и алифатический спирт (остальное) .
Недостатком известного состава является невысокая апгезионная
5-30 прочность.
Целью изобретения является повышение адгезионной прочности.
Поставленная цепь достигается тем, что адгезионный состав для крепления пленки на основе алифатических полиамидов к металлической подложке, содержащий спирторастворимый полиамид или полипинилбутираль и алифатический спирт, дополнительно содержит муравьинокислую медь, воду и ингибитор коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Спирторастворимый полиамид или поливинилбути0,5-2,0 раль .Муравьинокислая медь 0,02-0,20
Водорастворимый ингибитор коррозии0,005-0,050 к металлам.
Известен способ изготовления армированных изделий из полиамидоя (1j согласно которому на поверхность металлической арматуры наносится адгезионный состав, включающий, мас.X:
Поливиниловый
1151567
Вода 1-5
Алифатнческий спирт Остальное
Предложенный состав предназначен для создания адгезионного промежуточного слоя на поверхности металла при креплении к нему алифатических полиамидов, преимущественно в виде пленки.
f0 Технология адгезионного соединения алифатических полиамидов с металлами при помощи данного состава включает нанесение на поверхность металлической арматуры адге1 зионного состава с последующей сушкой, с термообработкой адгезионного состава. и нанесением расплава полиамида.
При этом обеспечивается сущест20 венное повьппение адгезионной прочности при сравнительно низких температурах нагрева металлической подложки (арматуры).
Предложенный состав эффективен
25 при температуре нагрева арматуры
150-160 С. При температуре 150 С начинается разложение муравьино— кислой меди с выделением атомарной меди, которая активно взаимодейст.вует как с макромолекулами полимера, входящего в адгезионный состав, так и с кислородом воздуха.
При этом медь или ее окисел оказывают каталитическое воздействие на процессы термоокислительного
35 структурирования полимера, входящего в рецептуру состава. В результате этого процесса растет полярность макромолекул и интенсивность их адсорбционного взаимодействия с металлической поверхностью, что и обусловлияает рост адгезионной прочности.
Природа растворителя и ингибитора коррозии металла, входящих в состав, существенного влияния на адгезионную прочность не оказывает.
Растворитель должен быть химически инертным по отношению к металлу, легко удаляться из промежуточного слоя при высушивании. Поскольку муравьинокислая медь .во всех растворителях, кроме воды, труднораст— ворима, то ее следует вводить в состав в виде водного раствора.
Для растворения полимера, входящего в адгезионный состав, можно использовать спирты (этанол, бута25
Последовательность технологических операций при получении соединений следующая. В начале приготавливают адгезионный состав (согласно табл.1). Для этого при периодическом перемешивании приготавливают отдельно растворы полимеров, входящих в состав, а также водный раствор муравьинокислой меди. 3атем в последний раствор вводят необходимое количество ингибитора коррозии. Далее растворы полимера и муравьинокислой меди с ингибитором коррозии сливают в необходимом соотношении. В случае известного адгезионного состава используют
17-ные растворы полимеров в этаноле (табл. 1) . Затем обезжиривают металлическую фольгу многократной протиркой тампонами, смоченными в ацетоне и в толуоле. После этого фольгу устанавливают в горизонтальное положение и наносят на ее поверх-
45
55
3 11515 нол), крезол, фенол, смесевые растворители. Предпочтительно применение нетоксичной водно-этанольной смеси.
Главная роль ингибитора коррозии состоит в предотвращении коррозии 5 металлической поверхности на стадии сушки адгезионного состава, а также при хранении арматуры с нанесенным составом. В качестве ингибиторов коррозии можно использовать хроматы 1р (хромат калия), гексаметилентетрамин, триэтаноламин и другие водорастворимые вещества.
Состав наносится на металч в виде тонкой пленки (оптимальная 5 толщина пленки после высушивания растворителя составляет 0,11,5 мкм).
Для оценки эффективности изобретения проведены следующие эксперименты. Определяют адгезионную прочность соединений алифатических полиамидов Пб (ОСТ 6-06-С9-76, марка
110) и П610 (ГОСТ 10589-73, мар— ка С) с металлической подложкой (арматурой) . В качестве последний используют стальную (марка 08КП, ГОСТ 503 †), алюминиевую (марка А — 99, ГОСТ 618-73} и никелевую (ГОСТ 2170-73) фольги толщиной соответственно 50,100 и 50 мкм.
Характеристика адгезионных составов, использованных при получении промежуточного слоя, приведена в табл.1.
Hость сосTBВ для IIолъ чен!тя лpомF. w< точного адгезионного слоя . Количество раствора рассчитывают исхо.— дя из необходимости обеспечения толщины слоя, равной 0,8-1 мкм.
Растворитель высушивают 60 мин при
50-120 С. После испарения растворителя металлическую фольгу с нанесенным на нее промежуточным адгезионным слоем термообрабатывают в термокамере при 200 и 230 С
10 мин. После окончания термообработки фольгу извлекают. из сушильного шкафа и адгезионно соединяют ее (через промежуточный слой) с полиамидами 6 и 610. Адгезионные соединения получают следующим образом. Фольгу с нанесенным на нее адгезионным слоем укладывают тыльной стороной на нагретую до
225-230 С плиту лабораторного пресса, сверху ка фольгу устанавливают металлическую пластинку с прорезью, в которую закладывают пленку из
Пб или П610, и закрывают пластину пленкой из фторопласта-4. После этого устанавливают верхнюю плиту лабораторного пресса (температура плиты 225-230 С) и производят о прессование образцов. Режим прессования: давление 50 кГ/см, длительность выдержки под давлекием 60 с.
Размер полиамидных покрытий, напрессовываемых на фольгу 110 " 10 х 1 мм.
Испытания образцов производят через сутки после прессования. Адгезионную прочность определяют методом отслаивания фольги от покрытия (машина ZP-40, скорость перемещения подвижного зажима 50 мм/мин), и ха- рактеризуют удельным усилием отслаивания в кН/м.
Адгезиокная прочность соединений полиамидов алифатических 6 и
610 с металлами, полученных при использовании известного и предлагаемого адгезионных составов, приведена в табл.2.
Анализ экспериментальных результатов, представленных в табл.2, свидетельствует о том, что использование изобретения позволяет повысить адгезионную прочность соединений алифатических полиамидов с металлами в 1,4-3,0 раза. Особенно значительно возрастает адгезионная прочность для никеля и алюминия — трудно окисляющихся
1151567
Таблица 1
Составы, мас.Ж
Компоненты, ГОСТ, ТУ, квалификация
1 звестный j4) предлагаемый
1)2 3
6 7 8
4. 5
Спирторастворимый полиамид, ТУ 6-05-1032-73:
П548
П54
Поливинилбутираль, ГОСТ
9439-73, марка
НК
0,5
Иедь муравьинокислая, ТУ 6-09-4384-?7
0,05
0,05
0,05
0,02 0 02
Вода (дистиллят) Растворитель: этанол, ГОСТ 5962-67
99 99 99 98,475 98,475 95,94 95,94 фенол, ГОСТ
6417-52
95,94 бутанол, ГОСТ 6006-51
Ингибитор коррозии металла: триэтаноламин, ГОСТ 6-09-2448-89—
0,01
0,01
0,01
Оэ005 Ою05
Хромат калия, ГОСТ 4459-75 металлов (результаты, полученные для составов Р 1 и 6; Р 3 и 7).
Таким образом, предложенный состав позволяет значительно повысить адгезионную прочность крепления алифатических полиамидов к металлической подложке при сравнительно низких температурах ее нагрева.
В результате наряду с упрочнением металлополимерного соединения снижаются затраты электроэнергии, 5 идущей на нагрев металлической подложки, и интенсивность деструкции нанесенного промежуточного адгезионного слоя.
1151567
Продолжение табл.f
ы» В
Компоненты
ГОСТ, ТУ, квалификация
Составы, мас.7 запредельные концентрации предлагаемый
9 10 11 12 13 14
15 16 17 18
Спирторастворимый. полиамид, ТУ 6-05-1032-73:
П548
2 0,1. 3
П54
Поливинилбутираль, ГОСТ
9439-73, марка
НК
2 — — 0,1 3
0 5 10 0 5 10
3 3 3 3 5 5
0,01 0,01 — 0,05 0,05
95,94
0 001 О 1 0 001 0 1
0,01 — — 0,01
П р и м е ч а н и е. Прочерки в графах означают отсутствие соответствующего компонента в составе.
Т а б л и ц а
Адгезионный состав
Полиамид,адгезионно соединяемый с меМеталл, адгезионно соединяемый с полиамидом
Состав, У таллом
200 С 230 С
1,2
Алюминий О, 8
П6
Известный
4,0
1,0
Сталь
То же
0,4
0,2
Никель
Медь муравьинокислая, ТУ 6-09-4384-77
Вода (дистиллят)
Растворитель: этанол, ГОСТ 5962-67 фенол, ГОСТ
6417-52 бутанол, ГОСТ 6006-51
Ингибитор коррозии металла: триэтаноламин, ГОСТ 6-09-2448-89
Хромат калия, ГОСТ 4459-75
0,05 0,05 0,05 0,05 0,2 0,2 0,01 0,04.0,01 0,4
Адгезйонная прочность соединений (кН/м) в зависимости от температуры термического контактирования промежуточного слоя с металлом
1151567
Металл, адгевионно соединяемый с полиамидом
Полиамид, адгевионнО соеди» няемый с металлом
200дс 230 С
0,8
0,9
Алюминий
0,75
Пб
Алюминий
1,4
1,25
Пб
Алюминий
3,3
1t It
0!7
Сталь и и
0,2
0,3
Никель
Пб 10
1,35
Алюминий
1,?5
1,9
2,4
Алюминий
Предлагаемый 4
То же
То же
И 11 и и
2,0 и и
2,4 и и
11 11
2,7
2,4
I I 1!
И I! и
2,3
t! и
1! 11
2,5
It I I
Алюминий
Пб
2,3
2,0
tt II
2,05 и и
2,2 и и
2,5
II .1I
5 5 и и
Сталь
3,6
5,0 и и и и
1,3 и
Никель
1,5 и и
2,5
2,2
Алюминий
П610 и и
2,1
It И
2,1
Предлагаемый 14
Продолжение табл.2
Адгезнонная прочность соединений (кН/м} в зависимости от температуры термического контактирования промежуточного слоя с металлом
1151567
Продолжение табл.2
Адгезиониий состав
Адгезионная прочность соединений (кН/м) в зависимости от температуры термического контактированил промежуточного слоя с металлом
Металл, адГЕ9ИОННО СОедиияемый с полиамидои
Полиамид, адге9НОННО СОЕДН»
f няемый с нетвв, Ф таллом гОО С ЗЗО С
0,8
0,7
Алюминий
П6
Запредельные 15 концен1ра1,6
t1 11
16 ции компонентов
0,6
11 11
0,4
11 I l
1,6 1,7
I 1 I I
11 11
П р и м е ч а н и е: Номера составов приняты в соответствии с табл.1.
Длительность термического контактирования промежуточного адгезионного слоя с металлом составляет 10 мин.
Составитель В. Полосухин
Техред А.Бабинец Корректор И. Зрдейи
Редактор П. Коссей
Заказ 2254/18
Тираж 630 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4