Клеи горячего отверждения применяемые при изготовлении клеесварных конструкций методами контактной сварки

Клеи горячего отверждения. При изготовлении клеесварных конструкций клей горячего отверждения применяют более широко, чем клеи холодного отверждения. Это объясняется в первую очередь их более высокими прочностными свойствами, лучшей технологичностью, особенно при использовании метода введения клея после сварки. В настоящее время применяют следующие клеевые композиции: ВК-1, ВК-1МС, К-4С, ВК-17, ВК-18, ВК-32ЭМ, ВК-32-200, ВК-36, ВК-37, ВК-39 и ФРАМ-30. Клеи ВК-32-200 и ФРАМ-30 применяют только для нанесения на поверхность сварных швов, выполненных сваркой плавлением. Клеи ВК-1, ВК-1МС, ВК-17 и ВК-39 можно использовать в соединениях, выполняемых как методом сварки по клею, так и введением клея после сварки. Клеи К-4С и ВК-18 можно применять только для соединений, выполняемых способом введения клея после сварки. Клеи ВК-32ЭМ, ВК-36 и ВК-37 можно применять только для соединений, выполняемых способом сварки по клею.

Клей ВК-1 представляет собой композицию на основе эпоксидной смолы, модифицированной элементоорганическими соединениями и наполнителя (цинковая пудра). По консистенции клей — это маловязкая масса серого цвета плотностью 1,2…1,3 г/см³. Отверждение клея происходит при температуре 120° С в течение 3 ч или при температуре 100° С в течение 5 ч без приложения дополнительного давления.

В процессе отверждения при температуре 100…110° С жидкотекучесть клея ВК-1 резко повышается, что приводит к вытеканию его из зазоров соединения при наклоне плоскости соединяемых деталей к горизонту на угол более чем —15°. Такое свойство клея существенно ограничивает область его применения особенно в конструкциях, имеющих значительную кривизну.

Клей ВК-1 предназначен для склеивания конструкций из алюминиевых сплавов и сталей, работающих при температурах от —60 до +150° С. Соединения на клее ВК-1 обладают высокой длительной прочностью и термостабильностью, что свидетельствует о его малой склонности к термическому старению. Прочностные свойства соединений с клеем ВК-1 приведены в табл. 1.

Таблица 1. Прочностные свойства соединений с клеями горячего отверждения. Температура испытаний 20° С (средние данные по пяти образцам)

Клей ВК-1МС представляет собой композицию на основе эпоксидной смолы ЭД-20 дифенилглицедилового эфира ДЭГ-1 и наполнителя цинковой пыли. В качестве отвердителей используют три-этаноламинотитанат ТЭАТ-1 и полиэтиленполиамин ПЭПЛ. Клей специально разработан для клеесварных соединений с учетом требований технологии их изготовления. По консистенции клей ВК-1МС — это вязкотекучая масса серого цвета плотностью 1,03 г/см³. Отверждение происходит при температуре 120° С в течение 3 ч без приложения дополнительного давления. Перед отверждением необходима технологическая выдержка в течение 24 ч. Отличительной особенностью клея является наличие в его составе в качестве разжижителя высокомолекулярных эпоксидированных спиритов, которые в отличие от растворителя не испаряются при отверждении клея, а, химически, взаимодействуя с основой клея, входят в его состав. Это позволило получить клей с низкой исходной вязкостью и хорошими технологическими свойствами без ухудшения основных положительных прочностных свойств эпоксидных клеев.

Клей ВК-1МС предназначен для склеивания алюминиевых сплавов, титана и сталей, работающих в конструкциях при температурах от —60 до +80° С. Он обладает высокой термостабильностью, что свидетельствует о хорошей сопротивляемости термическому старению. Прочность соединений с клеем ВК-1МС приведена в табл. 2.

Таблица 2. Прочность соединений с клеем ВК-1МС (средние данные по пяти образцам)

Клей К-4С представляет собой эпоксидную композицию на основе смолы ЭД-20, пластифицированной жидким тиоколом и модифицированной активными разбавителями — низковязкими эпоксидными алифатическими смолами (эпоксидная смола МЭГ-2 и фенилглицедиловый эфир ЭФГ). Для приготовления основы смолу ЭД-20 подогревают до 60…70° С, добавляют тиокол и, периодически перемешивая, выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, после чего добавляют эпоксидную смолу МЭГ-2 и фенилглицедиловый эфир ЭФГ. Основа может храниться в герметичной таре до шести месяцев. В качестве отвердителя используют полиэтилен-полиамин марки А, который вводят согласно расчету, исходя из процентного содержания эпоксидных групп. Отверждение клея производят при температуре °С в течение 3 ч. Перед отверждением рекомендуется выдержать узлы при комнатной температуре в течение не менее 3 ч.

По консистенции клей К-4С маловязкая масса от светло-желтого до темного цвета плотностью 1,18…1,21 г/см³. Сухой остаток клея 99%. Клей предназначен для склеивания алюминиевых и магниевых сплавов, работающих в конструкциях при температурах от —60 до +80° С. Клей К-4С обладает высокой термостабильностью. Основные прочностные свойства клея приведены в табл. 1.

Клей ВК-17 представляет собой композицию из эпоксидной смолы ЭД-20, модифицированной дивинилнитрильным карбоксилосодержащим каучуком марки СКН-26, и ускорителя АДЭ-3. В качестве отвердителей используют тризтаноламинотитанат ТЭАТ и полиэтиленполиамин ПЭПА. По консистенции клей представляет собой вязкую массу темного цвета плотностью 1,2…1,3 г/см³. Расход клея при нанесении в один слой 200…220 г/м². Отверждение клея происходит при температуре 150° С в течение 2 ч, без дополнительного давления. Клей ВК-17 предназначен для склеивания алюминиевых сплавов и сталей в конструкциях, работающих при температурах от —60 до +80° С. Клей обладает высокой термостабильностыо, что свидетельствует о хорошей сопротивляемости термическому старению. Прочностные свойства соединений с клеем ВК-17 приведены в табл. 1.

Клей ВК-18 представляет собой композицию на основе фенольноформальдегидной смолы и кремнийорганических соединений. По консистенции клей ВК-18 — маловязкая масса светло-коричневого цвета плотностью 1,05…1,15 г/см³. Отверждение клея проводят при температуре 250° С в течение 3 ч. Для отверждения требуется давление 49…196 кПа. Перед склеиванием рекомендуется открытая выдержка на воздухе 1 ч. Клей ВК-18 предназначен для склеивания титановых сплавов и сталей в конструкциях, работающих при температурах от —60 до +400° С длительно и до 600°С кратковременно (до 100 ч).

Клей ВК-32ЭМ представляет собой композицию из эпоксидной смолы ЭД-16 и наполнителя портландцемента марки 400. В качестве отвердителя используют малеиновый ангидрид. По консистенции клей представляет собой вязкую массу зеленовато-коричневого цвета со слабым специфическим запахом плотностью 1,6—1,65 г/см³. Расход клея при нанесении в один слой 250…350 г/м². Отверждение клея проводят 3 ч при температуре 150° С без дополнительного давления. Клей ВК-32ЭМ предназначен для склеивания алюминиевых '"сплавов, титана и сталей в конструкциях, 20 работающих при температурах от —60 до +60° С. Клей обладает высокой термостабильностью и водостойкостью. Прочностные свойства соединений с клеем ВК-32ЭМ приведены в табл. 1.

Клей ВК-32-200 фенольно-каучуковый двухкомпонентный, отверждающийся при нагревании, представляет собой вязкую жидкость черного цвета плотностью 0,92…0,95 г/см³. Вязкость по вискозиметру ВЗ-1 (диаметр сопла 5,4 мм) — 15…70 с. Жизнеспособность клея 24 ч при 20° С. Расход клея при нанесении в один слой 200…250 г/м². Открытая выдержка 30 мин при 15…30° С после нанесения каждого слоя, а затем 1,5 ч при 60…65° С. Рекомендуется склеивать при давлении 980…1900 кПа при температуре 170…180° в течение 1 ч, считая от достижения указанной температуры в клеевом соединении. Прочностные свойства соединений с клеем ВК-32-200 приведены в табл. 1.

Клей ВК-32-200 предназначен для склеивания алюминиевых, титановых сплавов и сталей в конструкциях, работающих длительно при 200° С и кратковременно при 300° С. Клеевые соединения с этим клеем обладают высокой водостойкостью и стойкостью к термовлажностному старению.

Клей ВК-36 — это пленочный клей на основе эпоксидной смолы. Отверждение его проводят 3 ч при температуре 160…170° С. Для отверждения требуется давление 196…490 кПа. Клей ВК-36 предназначен для склеивания алюминиевых сплавов, титана и сталей в конструкциях, работающих при температурах от —60 до +200° С длительно и до 250° С кратковременно. Соединения с клеем ВК-36 обладают высокой термостабильностью и водостойкостью. Прочностные свойства клея приведены в табл. 1

Клей ВК-37 представляет собой композицию на основе эпоксидной смолы ЭД-20, эпоксорезорциловой смолы РЭС-3 и наполнителя асбеста. В качестве отвердителя используют триэтаиоламикотитанат ТЭАТ и полиэтиленполиамин ПЭПА. По консистенции клей ВК-37 — пастообразная масса темно-коричневого циста плотностью 1,1…1,2 г/см³. Отверждение клея проводят при температуре 120° С в течение 3 ч без дополнительного давления. Клей предназначен для склеивания алюминиевых сплавов, титана и сталей, работающих в конструкциях при температурах от —60 до +150° С длительно и до 200° С кратковременно. Клей обладает высокой термоетабильностью. Прочностные свойства соединения с клеем ВК-37 приведены в табл. 3.

Таблица 3. Прочность соединений с клеем ВК-37

Клей ВК-39 представляет собой композицию из эпоксидной смолы ЭД-20, эпоксорезорциловой смолы РЭС-3 и кремнийорганического отвердителя марки АДС-5. По консистенции клей ВК-39 это маловязкая жидкость коричневого цвета плотностью 1,1…1,2 г/см³. Отверждение клея проводят при температуре 120° С в течение 3 ч без дополнительного давления. Клей разработан специально для клеесварных соединений из алюминиевых сплавов, титана и сталей, работающих в конструкциях при температурах от —60 до +150° С. Прочностные свойства соединений с клеем приведены в табл. 4.

Клей ФРАМ-30 представляет собой 10…15%-ный спиртоацетоновый раствор смолы с ускорителем (5%-ный спиртовой раствор едкого натра). Жизнеспособность при 20° С 16…24 ч. Открытая выдержка после нанесения 1-го и 2-го слоев 30 мин при температуре 50…60° С; после нанесения 3-го слоя — до «отлипа». Выдержка под давлением 780…980 кПа при ° С в течение 2 ч. Прочностные свойства соединений с клеем ФРАМ-30 приведены в табл. 1.

Клей ФРАМ-30 предназначен для склеивания алюминиевых сплавов, титана и сталей в конструкциях работающих при температуре от —60 до +180°С. Отличительными свойствами клея является высокая прочность клеевого соединения при испытании на неравномерный отрыв до 6,3…6,8 Н/м при 20° С.

Таблица 4. Прочность соединений на клее ВК-39