Эпоксидные клеи: модификация для армирования и рецептуры

В целом эпоксидные клеи обладают хорошими механическими свойствами, прежде всего по показателям адгезии и механической прочности; однако для дальнейшего повышения этих свойств в практических применениях необходимо проводить армирование и модифицирование данных клеев.

Усиление с использованием специальных эпоксидных смол

Специальные эпоксидные смолы, такие как AG-80, AFG-90, фенольная эпоксидная смола, эпоксидная смола на основе бисфенола F, эпоксидная смола на основе бисфенола S, жидкокристаллическая эпоксидная смола TDE-85, 731 и др. Эти смолы способны обеспечивать хороший армирующий эффект как при использовании в чистом виде, так и в сочетании с другими эпоксидными смолами. Например, жидкокристаллическая эпоксидная смола представляет собой термореактивный жидкокристаллический полимер, в молекулярной структуре которого присутствуют легко ориентируемые мезоморфные единицы и реакционноспособные эпоксидные группы. Она объединяет свойства упорядоченных жидкостей и сетевой сшивки; отвержденный продукт обладает исключительными механическими свойствами, что открывает широкие перспективы его применения в авиационно-космической отрасли, военной сфере и других областях.

Упрочняющая модификация

Существует множество методов повышения ударной вязкости эпоксидных клеев, таких как армирование каучуковыми эластомерами, термопластичными смолами, создание интерпенетрирующих сетчатых структур, введение гибких цепей и наночастиц. Эти методы одновременно повышают ударную вязкость клея и его прочность сцепления.

Армирование волокном

Волокна-усики — это короткие волокна микроразмерного и наноразмерного масштаба, выращиваемые из монокристаллов высокой чистоты; их механическая прочность соответствует прочности, обусловленной взаимодействием между соседними атомами. Высокоориентированная структура усиков обеспечивает им высокую прочность, высокий модуль упругости и большую удлинённость, что позволяет использовать их для армирования эпоксидных смол. Волокна-усики подразделяются на две категории: органические и неорганические. К органическим усикам относятся, прежде всего, целлюлозные усики, бутилполиакрилатно-стирольные усики, полигидроксибензоатные усики (PHB‑усики) и другие виды, широко применяемые в полимерных материалах. Неорганические кристаллические усики включают, главным образом, керамические кристаллические усики (SiC, титанат калия, борат алюминия и др.), кристаллические усики неорганических солей (сульфат кальция, карбонат кальция и др.) и металлические кристаллические усики (оксид алюминия, оксид цинка и др.).

Кроме того, для армирования эпоксидных клеев могут использоваться рубленые волокна и волокнистая масса, полученные из стекловолокна, углеродного волокна, волокна ароматического полиамида, волокна из нержавеющей стали, базальтового волокна и муллитового волокна.

Модификация кремнийорганическим связующим агентом

Добавление соответствующего силанового связующего агента может улучшить сродство между клеевой смолой и подложкой, эффективно повышая прочность сцепления и стойкость эпоксидных клеев к термическому старению. Типичная дозировка составляет от 1% до 5%, при этом большинство таких агентов представляют собой органосиликоновые связующие агенты.

Усиление наполнителем

Наполнители могут снижать степень усадки клеевого слоя и повышать его размерную стабильность; улучшать механическую прочность клея, в том числе сопротивление сдвигу, сжатию и изгибу; повышать удобообрабатываемость продукта; снижать себестоимость; а также улучшать специальные свойства продукта (такие как термостойкость, электропроводность, теплопроводность, диэлектрические свойства, изоляционные свойства, огнестойкость и др.). К распространённым наполнителям относятся тальковый порошок, карбонат кальция, микропорошок кремния, кварцевый порошок и др. К функциональным наполнителям относятся проводящий металлический порошок, термопроводящий металлический порошок или нитрид бора, электрический слюдяной порошок, огнестойкий Гидроксид алюминия , и т. д.

Примеры формулировок армированных и модифицированных эпоксидных клеев

Формула эпоксидного клея, модифицированного нанонаполнителем

Эксплуатационные характеристики: добавление нанодиоксида кремния и одномерных волокон карбида кремния существенно повышает прочность эпоксидных клеевых составов, при этом простое введение одного из этих наполнителей также приводит к аналогичному улучшению прочности. При введении в эпоксидный клеевой покрытий композитного наполнителя, состоящего из 7% нанодиоксида кремния и 10% одномерных нановолокон карбида кремния, наблюдается синергетический эффект: при этом прочность на растяжение, прочность на сдвиг и ударная вязкость клея превосходят соответствующие показатели при использовании только одного из этих наполнителей.

Формула эпоксидного клея, модифицированного нано-каучуковым порошком

Характеристики и применение: Наноразмерный сшитый каучуковый микропорошок обладает малым размером частиц, что обеспечивает их равномерное диспергирование в непрерывной фазе эпоксидной смолы. Высокая поверхностная энергия частиц усиливает связующую силу между молекулами эпоксидного клея и адгезионную силу между эпоксидным клеем и поверхностью подложки, что значительно повышает прочность сцепления и термостойкость клеевого соединения.
Этот клей можно использовать для склеивания металла с металлом и металла с другими материалами, преимущественно в качестве конструкционного клея.

Связанная публикация: Эпоксидные клеи: модификация для повышения прочности и рецептуры

Связанный поиск:

Бромированная эпоксидная смола

Активный упрочнитель для эпоксидной смолы KT-410

Композитный антипирен KT-EP-7 для эпоксидной смолы

Гидрированная эпоксидная смола бисфенола-А (PEP 6180), CAS 30583-72-3

Специализированный ускоритель для системы эпоксидной смолы и дициандиамида