Чем и как склеить металлы. Клей для склеивания пластмассы с металлом

Все пластмассы, независимо от их химической природы, полярности, способа обработки поверхности и т. д., могут быть склеены

Все пластмассы, независимо от их химической природы, полярности, способа обработки поверхности и т. д., могут быть склеены отверждающимися при обычных температурах полиуретановыми и эпоксидными клеями. Однако соединения, выполненные клеями холодного отверждения, могут оказаться недостаточно прочными в условиях эксплуатации, в особенности при повышенных температурах и высокой влажности.

Применение нагревания позволяет расширить ассортимент клеев для склеивания пластмасс и обеспечить надежность работы клеевых соединений. Для склеивания при повышенных температурах кроме полиуретановых и эпоксидных клеев пригодны также фенолополивинилацетальные композиции (типа БФ, ВС 0Т, ВС-350). Пластические массы на основе термореактивных полимеров (феноло- и карбамидоформальдегидных и меламиновых, полиэфиров, эпоксидов, полиуретанов и др.), как правило, хорошо склеиваются термореактивными клеящими композициями. Предложено также для склеивания различных пластмасс использовать цианакрилатные, фурановые клеи и клеи на основе различных синтетических каучуков.

В некоторых случаях пластмассы на основе термопластичных полимеров (поливинилхлорида, полистирола, эфиров акриловой и метакриловой кислот и др.) хорошо склеиваются без нагревания (с образованием равнопрочных с материалом соединений) с помощью растворителей или клеев, представляющих собой растворы полярных линейных полимеров в растворителях или мономерах.

Используя ультразвук при склеивании клеями на основе термопластичных полимеров различных пластмасс (фенопластов, полиамидов, полиацеталей) друг с другом и с фанерой, удается повысить прочность соединений и уменьшить продолжительность процесса склеивания. Разработан способ модификации поверхности полимерных материалов перед склеиванием галогенами и облучением УФ-лучамн. Для улучшения адгезионных свойств полимеров предложено обрабатывать их поверхность растворами хлорированных или бромированных органических аминосоединений и полисилоксаиов.

Склеивание материалов на основе термопластичных полимеров

Для склеивания растворимых в органических растворителях термопластов очень часто применяют растворители. В процессе обработки соединяемых поверхностей растворителем или смесью растворителей происходит их размягчение. Соединение размягченных участков при небольшом давлении обеспечивает прочность склеивания, равную или приближающуюся к прочности соединяемых материалов. Наряду с растворителями в качестве клеев применяются растворы склеиваемых полимеров, что позволяет обеспечить необходимую вязкость клея и способствует устранению неоднородности клеевого шва.

Склеиваемые поверхности должны быть чистыми, сухими и хорошо пригнанными друг к другу. Клей наносят так, чтобы размягчение произошло по всей поверхности и на достаточную глубину. Клей можно наносить кистью, шприцем, распылять его, наносить методом погружения. Выдержка под давлением должна продолжаться до образования твердого клеевого слоя; только после этого можно производить механическую обработку и отделку склеенных деталей.

Чтобы обеспечить необходимую прочность соединения, иногда применяют армирование поверхности пластиков тканями путем приплавления или приклеивания их с помощью растворителей или клеев. Описано получение прочных клеевых соединений при плазменной обработке термопластов. Известен способ подготовки поверхности термопластичных материалов перед склеиванием путем нанесения на их поверхность, нагретую до температуры размягчения, слоя порошкообразного металла — чугунных или стальных опилок и другие способы.

Для соединения полиэтилена, который относится и к так называемым «инертным» материалам и плохо поддается склеиванию, известны два принципиально отличных друг от друга способа. Первый способ – это использование специальных клеев, обладающих адгезией к полиэтилену. Второй – обработка поверхности полиэтилена с целью придания ей полярности и последующее склеивание обработанного материала с помощью обычных клеев. Для склеивания первым из указанных способов можно использовать растворы некоторых полимеров в растворителях, вызывающих набухание полиэтилена. В этом случае предварительной обработки поверхности не требуется, клей наносят обычным способом и после удаления растворителя склеиваемые детали складывают и выдерживают под давлением без нагревания. Полиэтилен, предварительно обработанный при 60°C раствором синтетического каучука в четыреххлористом углероде, трихлорэтилене, бензоле или толуоле, склеивается резиновыми клеями. Адгезионные свойства полиэтилена улучшаются также в результате обработки растворителями.

Способы, предусматривающие, изменение полярности поверхности полиэтилена, более эффективны. Одни сводятся к обработке материала газообразной закисью азота и хромовой кислотой. Наибольший интерес, по-видимому, представляет последний из перечисленных реагентов. Для обработки используют смесь, состоящую из 75 вес. ч. двухромовокислого калия и 1500 вес. ч. серной кислоты, растворенных в 120 вес. ч. дистиллированной воды. После обработки в ванне указанного состава (при нормальной или повышенной температуре), промывки холодной водой и сушки полиэтилен приобретает способность склеиваться фенолокаучуковыми, резорциноформальдегидными, полиуретановыми и другими клеями, температура отверждения которых лежит ниже температуры размягчения полиэтилена. Полиэтилен, обработанный хромовой кислотой в течение 1-2 с при 120°C, может быть склеен эпоксидными, полиуретановыми или метакриловыми клеями. Полипропилен, а также полиэтилен, поверхность которых предварительно обработана хромовой кислотой, в течение 1 мин при 73°C, могут быть склеены эпоксидно-полисульфидным клеем.

Вполне удовлетворительные результаты получаются при склеивании обработанного полиэтилена со сталью. Для улучшения адгезионных свойств полиэтилена его обрабатывают в атмосфере инертного газа (аргон, неон или гелий). С этой же целью предложено обрабатывать полиэтилен кратковременно пламенем при 1090-2760°C, растворителями (трихлорэтиленом, толуолом и др.), а также опескоструивать. Полипропиленовые пленки для повышения их адгезии можно обрабатывать коронным разрядом. Эффективна также обработка полиолефинов с помощью УФ-света. После такой обработки их можно склеивать различными клеями. Разработан клей для полиэтилена, в состав которого введен хромовый ангидрид; в качестве растворителя используется бензол.

Большой интерес представляет процесс склеивания полиолефинов и некоторых других термопластов с металлами с целью получения металлопластов, нашедших широкое применение в современной технике преимущественно в качестве несиловых материалов. Описан способ получения трехслойного материала, состоящего из металлических обшивок и внутреннего слоя из полиэтилена высокого давления, соединенных между собой сополимером этилена, акриловой кислоты и эфира акриловой кислоты. Обшивкой могут служить листы алюминиевых сплавов, стали или меди толщиной от 0,05 до 0,8 мм, толщина пленок, полиэтилена 2-8 мм, клеевая пленка должна иметь толщину от 60 до 200 мкм. Прочность такого клеевого соединения при сдвиге при 20°C составляет 80 кгс/см2, при 70°C -27 кгс/см2. Материал можно обрабатывать резанием, соединять заклепками, болтами, склеивать; при толщине алюминиевой обшивки более 0,8 м допускается и сварка. Материал применяется при изготовлении корпусов и крышек химических аппаратов, железнодорожных вагонов, контейнеров и др.

Для получения прочного соединения полиолефинов со сплавами с высоким содержанием меди предложен способ, основанный на химическом взаимодействии между медью и полиолефинами: склеивание происходит за счет окисной пленки, образующейся на поверхности сплава. Полученные материалы используются при изготовлении печатных схем, микроволновой аппаратуры, подводных кабелей.

Склеивание фторорганических полимеров

Для склеивания фторорганических полимеров, приобретающих благодаря своим исключительно интересным свойствам (теплостойкость, инертность, высокие диэлектрические характеристики) большое значение в различных областях техники, так же как и для склеивания полиэтилена, можно использовать специальные клеи или методы обработки материала для создания на его поверхности активных функциональных групп. Для склеивания таких инертных полимеров, как политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен и его сополимеры, фторсодержащие резины, предложены различные клеи, представляющие собой растворы фторорганических полимеров в органических растворителях, содержащие активирующие добавки. Состав клеев более подробно не указан. Известны способы, в основу которых положено воздействие гамма-лучами в присутствии некоторых мономерных виниловых соединений (например, стирола), а также специальная обработка поверхности винилацетатом. Полученные указанными путями клеевые соединения фторорганических полимеров обладают незначительной прочностью. Временное склеивание (например, для облегчения монтажа изделий) может быть выполнено с помощью раствора полиизобутилена с молекулярным весом 30 000-40 000 в толуоле или бензине. Прочность такого соединения на отслаивание около 0.4 кгс/см2.

В 1956 г. стало известно о создании нового метода обработки поверхности политетрафторэтилена (фторопласта-4) с помощью 1%-ного раствора металлического натрия в безводном жидком аммиаке. После обработки в указанном растворе поверхность полимера темнеет и приобретает свойство склеиваться клеями на основе модифицированных ацеталями фенолоформальдегидных смол, а также полиуретановыми, эпоксидными, полиэфирными и другими клеящими составами. Метод является чрезвычайно опасным и требует строгого соблюдения специальных мер по технике безопасности. Более простым и вместе с тем достаточно эффективным является способ, основанный на обработке поверхности полимера раствором металлического натрия в смеси нафталина и тетрагидрофурана, и другие способы. К недостаткам этого способа обработки следует отнести необходимость соблюдения специальных мер с целью изолирования натрий-нафталинового раствора от действия кислорода воздуха и влаги. Процесс сводится к обработке материала указанной смесью при нормальной температуре в течение 15 мин и промывке обработанного материала сначала ацетоном, а затем водой. Предел прочности при равномерном отрыве клеевого соединения на эпоксидном клее фторопласта-4, обработанного таким способом, составляет 100-120 кгс/см2; предел прочности при сдвиге 110 кгс/см2.

Для приготовления раствора металлического натрия, 23 г его (в виде кубиков размером от 6 до 12 мм) загружают в колбу емкостью 2 л с раствором 128 г нафталина в 1 л тетрагидрофурана. Колба должна быть снабжена мешалкой и отводом, защищенным осушительной трубкой. Размешивание производят в течение 2 ч при нормальной температуре; готовый раствор имеет черно-коричневый цвет. Раствор стабилен в течение двух месяцев при условии его хранения в плотно закупоренной стеклянной посуде. Вместо нафталина можно применять фенантрен или антрацен. Подлежащее обработке изделие погружают в раствор на время от 2-3 сек до 15 мин, вынимают из раствора и промывают вначале ацетоном для удаления органических веществ, а затем водой для удаления солей.

Для придания клеящей способности фторорганическим пластикам разработан метод, заключающийся в облучении материалов, в частности кобальтом-60 (Co60). В результате облучения поверхность приобретает способность склеиваться, при этом цвет фторопласта не меняется. Облучение применяется для обработки поверхности фторорганических клейких лент, изоляции для проводов и прокладок.

Рассматривая перечисленные выше способы склеивания фторопластов, нельзя не подчеркнуть, что клеевые швы химически менее стойки, чем сами фторопласты, а это в значительной степени снижает ценность склеивания фторопластов.

Склеивание поливинилхлорида

Для склеивания непластифицированного поливинилхлорида могут применяться растворители и клеи, представляющие собой растворы поливинилхлорида или перхлорвиниловой смолы в органических растворителях — дихлорэтане, трихлорзтилене, метиленхлориде и др. Поверхность материала перед склеиванием обрабатывают шкуркой и обезжиривают ацетоном или хлорированным углеводородом. Клеи наносят обычными способами с помощью кисти или ролика. При склеивании пластифицированного поливинилхлорида, в частности различных декоративных и облицовочных материалов на его основе, применяют резиновые клеи (например, 88Н, 88НП), полиуретановые (ПУ-2 и др.), водные клеящие композиции на основе каучуков или поливинилхлорида, а также растворы некоторых полимеров в органических растворителях. Весьма важно, чтобы в процессе склеивания пластификатор из склеиваемого полимера не проникал в клеевой слой.

Хорошие результаты удается получить при использовании для склеивания декоративно-облицовочных материалов на основе поливинилхлорида и других полимеров клеев ВК-П и ПК-Ю.При склеивании различных материалов на основе пластифицированного поливинилхлорида с металлами или тканью клей наносят только на металл или ткань, клеевой слой просушивают для удаления растворителя и поливинилхлоридный пластик (без клея) накладывают на клеевой слой. Склеивание производят под прессом при давлении до 20 кгс/см2 или с помощью обогреваемого ролика при температуре 150-160°C.

Для приклеивания пленок и листов из поливинилхлорида, поливинилиденхлорида или полиметилметакрилата к металлам, дереву и другим материалам предложен клей, представляющий собой предварительно расплавленную смесь равных частей поливинилацеталя и полиметилметакрилата. Для этой же цели можно поливинилацеталь растворять в метилметакрилате и вводить в раствор инициатор полимеризации (перекись бензоила). При склеивании пластифицированного поливинилхлорида предлагается в состав клеев типа 88Н вводить 4-7% глицерина или других многоатомных спиртов.

При склеивании поливинилхлоридного пластиката рекомендуется предварительно наносить на его поверхность слой перхлорвинилового клея, представляющего собой раствор перхлорвиниловой смолы в метиленхлориде, содержащий также 3-4% таких многоатомных спиртов, как глицерин, маннит, пентаэритрит и др. После испарения растворителя на поверхности пластиката остается тонкий слой, препятствующий миграции пластификатора в полимер. Подготовленный таким способом материал можно склеить с помощью клея 88Н и других композиций на основе хлорированных или нитрильных каучуков и фенолоформальдегидных смол.

Непластифицированный поливинилхлорид рекомендуется склеивать с помощью полиэфирных, эпоксидных и полиметилметакрилатных клеев. Для повышения прочности клеевых соединений поверхность пластика может быть обработана хромовой смесью в течение 5-10 мин при 70°C. Предложено также для увеличения адгезии непластифицированного поливинилхлорида предварительно подвергать его поверхность действию паров ацетона или других органических растворителей в течение нескольких часов при комнатной температуре.

Декоративно-облицовочные и пленочные материалы на основе, поливинилхлорида (например, павинолы) могут быть приклеены к деревянным и металлическим поверхностям с помощью клеев ВК-П, 88НП, ПУ-2Б и ПК-10 Для склеивания поливинилхлорида с металлом, деревом, бетоном и т. п. рекомендуются клеи: ПЭД, ПЭД-Б и ПФЭД. Наиболее распространен клей ПЭД-Б, который хорошо склеивает винипласт и поливинилхлоридные пластикаты друг с другом, а также с дуралюмином, нержавеющей сталью, сталью-3, бетоном, штукатуркой, кирпичом, гипсолитом, льняной, хлопчатобумажной и перхлорвиниловой тканями, дерматином, капроном, фенопластом и т д. Прочность склеивания клеем ПЭД-Б поливинилхлоридного пластиката снижается с увеличением количества пластификатора в пластикате.

Клей ПЭД-Б с успехом применяется для склеивания поливинилхлоридной пленки с листовым металлом. Такой двухслойный материал можно подвергать всем видам механической обработки без нарушения прочности: сверлить, резать, фрезеровать, изгибать, штамповать, подвергать глубокой вытяжке и т. п. Клей ПЭД-Б хорошо приклеивает поливинилхлоридный пластикат к металлу, бетону, штукатурке, дереву и т. п.

Склеивание органического стеклаКлеевые соединения органического стекла получили распространение при изготовлении деталей остекления самолетов и автомашин, в приборостроении, в производстве товаров широкого потребления, различных украшений и т. д. Широко применяются также процессы склеивания органического стекла с прозрачными пленками из синтетических материалов при производстве двойных стекол в авиационной и автомобильной промышленности, а также при соединении органического стекла с лентами из полиамидного, акрилонитрильного и других синтетических волокон в так называемом «мягком» (безболтовом) креплении фонарей самолетов. Основная трудность склеивания органического стекла состоит в чувствительности этого материала к органическим растворителям, вызывающим образование на его поверхности микротрещин («серебра»).

Тем не менее, большое распространение, как в отечественной, так и в зарубежной практике получил процесс склеивания оргстекла с помощью растворителей или клеев, представляющих собой растворы полиметилметакрилата в органических растворителях. Так, например, органическое стекло склеивают 2-5%-ным раствором его в дихлорэтане. Для приготовления раствора стружку оргстекла перемешивают при 20-25°C в течение 25—30 мин в дихлорэтане, а затем выдерживают в течение 2-5 суток до полного растворения. Вязкость 2%-ного раствора должна быть в пределах 7-15 с (по ВЗ), 3%-ного – 40-60 с. Приготовленный клей должен быть использован в течение месяца (при условии хранения в герметичной посуде). Склеивание производится при температуре воздуха не ниже 15°C.

Основные виды клеевых соединений оргстекла — это соединения внахлестку, на-ус и встык с односторонней накладкой. Длина нахлестки и ширина накладки должны быть не менее четырехкратной толщины склеиваемых листов, длина уса — не менее 3— 5 толщин листа. При склеивании на-ус поверхности фасок должны быть ровными, толщина кромки уса должна быть не более 0,3 мм. Перед склеиванием производят подгонку заготовок из оргстекла. Усовые поверхности доводят циклей с точностью до 0,5 мм, причем разница в длине уса соединяемых поверхностей не должна быть более 1 мм. Перед склеиванием поверхность оргстекла обезжиривают мягкой хлопчатобумажной тканью, смоченной в бензине. Клей наносят на обе склеиваемые поверхности щетинной кистью, равномерным движением в одну сторону. Для предохранения несклеиваемой поверхности оргстекла ее защищают от брызг и паров дихлорэтана липкой лентой, бумагой или защитной пленкой. Не позже чем через 2 мин после нанесения раствора склеиваемые поверхности должны быть соединены. Закрытая выдержка (от начала сборки до запрессовки) должна быть не более 30 мин. Запрессовку осуществляют в рычажных, пневматических, гидравлических или винтовых прессах, струбцинами или пневмошлангами, создавая давление в пределах 0,5-1,4 кгс/см2 при толщине материала 1,5-3 мм и 2-5 кгс/см2 при толщине более 3 мм.

Во избежание повреждений оргстекла при склеивании надо обязательно пользоваться прокладками или бумагой, поверх которых накладывают прокладки из резины толщиной 2-4 мм. Выдавившийся после запрессовки избыток клея необходимо немедленно удалить сухой мягкой тканью.

Для предотвращения действия паров растворителя на поверхность органического стекла рекомендуется обдувать склеенные швы сухим чистым воздухом или производить местный отсос паров дихлорэтана. Склеенные детали должны быть выдержаны под давлением при 15°C в течение не менее 4 ч, а после снятия давления, перед дальнейшей механической обработкой, не менее 18 ч.

Аналогичным образом склеивают оргстекло и другими клеями, представляющими собой растворы полиметилметакрилата в метилметакрилате, ледяной уксусной кислоте, муравьиной кислоте, хлоргидрине и т. п. Надежны в работе при температурах до 100°C клеевые соединения органического стекла на клеях ПУ-2, ПУ-2Б, В31-Ф9 и ВС10-ТМ. Клей В31-Ф9 при склеивании оргстекла должен иметь начальную вязкость 40-60 с, жизнеспособность при 20°С 3,5-5 ч (вязкость клея не должна превышать 180 с).

В процессе склеивания сосуд с клеем следует охлаждать для того, чтобы температура клея не была выше 20°C. Перед склеиванием поверхности тщательно подгоняют и зашкуривают наждачной шкуркой, а затем очищают сухой кистью от пыли. Клей наносят щетинной кистью в один слой на обе склеиваемые поверхности, расход 150-220 г/м2. При склеивании требуется открытая выдержка при 20-22°C в течение 7-10 мин и при 23-25°C в течение 5-7 мин, затем закрытая выдержка – неболее 30 мин; выдержка под давлением 0,5-2 кгс/см2 должна быть не менее 8 ч при температуре не ниже 20°C, а после снятия давления до обработки оклеенных изделий — не менее суток. При нагревании до 60-65°C выдержка в запрессованном состоянии может быть сокращена до 1,5-2 ч. При склеивании оргстекла с капроновой лентой клеем В31-Ф9 ленту протирают ватным тампоном, слегка смоченным ацетоном, просушивают на воздухе и затем покрывают клеем с обеих сторон, расход клея 700-800 г/м2. Следует иметь в виду, что клей В31-Ф9 образует окрашенный клеевой шов, что значительно уменьшает прозрачность стекла. Клеем ВС 0ТМ склеивают теплостойкие органические стекла при 145± 5°C и давлении 1,5-2,0 кгс/см2. Клеи В31-Ф9 и ВС 0ТМ снижают прочность стекла; клей ПУ-2 такого действия не оказывает. Установлено, что при склеивании органических стекол, в том числе и теплостойких, композициями на основе фенолоформальдегидных смол образуются достаточно прочные, без микротрещин, прозрачные и бесцветные соединения. Склеивать такими клеями можно и при комнатной температуре, и при нагревании.

Для склеивания органического стекла находит применение бутилметакрилатная пленка БМА, представляющая собой пластифицированный полимер бутилового эфира метакриловой кислоты. При склеивании пленку, смоченную дибутилфталатом, прокладывают между склеиваемыми материалами и выдерживают под давлением 3 суток. При изготовлении двойных стекол из оргстекла на эластичной пленке БМА применяется перхлорвиниловый клей ПВ 6. Описаны также способы склеивания органического стекла с металлами.

Склеивание полиэтилентерефталата

В качестве клеящих материалов для соединения полиэтилентерефталатной пленки были предложены сополимеры этиленгликоля с терефталевой и себациновой кислотами. Лучшие результаты получены при склеивании пленок клеем на основе сополимера ТФ-60, изготовленного из 60% терефталевой кислоты и 40% себациновой кислоты. Для склеивания пленок рекомендуется применять 4%-ный раствор сополимера ТФ-60 в метиленхлориде. Раствор наносят мягкой кистью на обе склеиваемые поверхности и выдерживают на воздухе в течение 3-5 мин до полного улетучивания метиленхлорида, после чего пленки складывают и прокатывают нагретым роликом при 150-170°C и давлении 1-1,5 кгс/см2 со скоростью около 1-2 м/мин. Склеивать пленку можно внахлестку или встык. Прочность при сдвиге клеевых соединений составляет не менее 80% от прочности склеиваемой пленки. Теплостойкость клеевого шва около 100°C. Клеевой шов масло- и водостоек. Для склеивания полиэтилентерефталата может быть использована также лента, получаемая путем нанесения сополимера ТФ 60 на различные подложки. Ленту прокладывают между склеиваемыми пленками и прокатывают горячим роликом.

Более теплостойкие соединения образует пленка РС-79, представляющая собой полиэтилентерефталатную пленку в виде ленты толщиной 10-12 мкм, покрытую специальным раствором, способствующим снижению температуры плавления пленки до 160°C. Ленту прокладывают между соединяемыми поверхностями и нагревают до 160-165°C с помощью электророликов, сварочных машин и т. д. Образующийся клеевой шов прозрачен, эластичен,характеризуется высокой прочностью. Клеевые соединения работают в интервале температур от -150 до +150°C.

Для склеивания полиэтилентерефталатнои пленки с металлами, органическим стеклом, стеклотекстолитом, пластмассами и тканями может быть использован бензиновый раствор силиконового каучука СКТ. Склеивание производят при комнатной температуре практически без давления. Перед склеиванием на поверхность соединяемых материалов наносят подслой П1, представляющий собой смесь кремнийорганических соединений.

Металлические поверхности перед нанесением подслоя обрабатывают специальной протирочной пастой. При склеивании полиэтилентерефталатнои пленки с неметаллическими материалами вместо подслоя П1 используют аналогичный ему продукт Т. На подслой П1 или Т поочередно наносят растворы каучука СКТ № 1 и № 2 в органических растворителях (раствор № 1 содержит этилсиликат, раствор № 2-катализатор). После нанесения раствора № 1 поверхность просушивают в течение 1 ч, раствор № 2 – в течение 5 мин. Затем склеиваемые детали соединяют и выдерживают в течение суток при комнатной температуре. Соединения теплостойки, обладают высокой прочностью и устойчивы к действию воды. Для склеивания полиэтилентерефталатной пленки с металлами, в частности с медной фольгой, разработаны клеи на основе терефталевой, изофталевой и 2,5-фурандикарбоновой кислот.

Рабочая температура клеевых соединений находится в пределах ±150°C. Предложено использовать алифатические амиды или аминимиды в качестве веществ, повышающих прочность склеивания полиэтилентерефталатной плёнки с каучука ми эпоксидными и резорциноформальдегидными клеями.

Склеивание полиамидовПолиамиды обычно склеивают между собой раствором данного полиамида в смеси спирта и фенола. При склеивании с другими материалами, в частности с металлами, поверхность полиамида сначала склеивают тканью этим же раствором так, чтобы ткань не имела сквозной пропитки. После просушивания полиамид склеивают с другими материалами различными пригодными для данного изделия клеями. Можно склеить тканью металл, с затем с помощью раствора фенола в спирте приклеить полиамид.

Для склеивания полиамидов с другими материалами применяют также клей ПУ-2. Однако прочность клеевых соединений капролона, выполненных спиртовым раствором фенола, в 1,5 раза выше прочности соединений на клее ПУ-2. При склеивании клеем ПУ-2 с нагреванием прочность клеевых соединений повышается. Для склеивания полиамидов и полиуретанов применяют полиуретановые клеи, а также растворы полиамидов и полиуретанов в муравьиной кислоте или саму муравьиную кислоту.

Склеивание полимеров и сополимеров стирола и других термопластических материаловПолистирольные пластики склеивают при комнатной температуре клеем ПУ-2. Данные о прочности клеевых соединений полистирольных пластиков СНП и УП между собой и с другими материалами приведены в табл. III.13. Склеивать сополимеры с декоративным поливинилхлоридным материалом павинол рекомендуется клеем ВК-П. Для склеивания полимеров и сополимеров стирола предложена композиция, состоящая из раствора полистирола или его сополимера в хлор-стироле, винил-толуоле или другом активном растворителе, содержащем органическую перекись и смесь кобальтовых или цинковых солей карбоновой кислоты в качестве ускорителя.

Полиацетали (типа Делрин) предложено склеивать композицией, состоящей из хлорированного растворителя, содержащего кизельгур, диоксана и гстолуолсульфокислоты. Полиуретаны хорошо склеиваются с различными материалами эпоксидными, фенолорезорциновыми и другими термореактивными клеями.

Полиформальдегид предложено склеивать с металлами с помощью клеев на основе нитрильного каучука, эпоксидно-полиамидных и полиэфирных клеев. Для склеивания поликарбонатов могут быть применены цианакрилатные или изоцианатные клеи.

Адгезия некоторых термопланов может быть повышена с помощью N-замещенного амида и амида малеиновой кислоты, содержащих карбоксильные группы.

Для склеивания полиимидных пленок предложено использовать кремнийорганическую композицию Виксинт У-2-28. Предварительно поверхность пленки должна быть обработана специальным аппретом. Нанесение аппрета и склеивание производятся при комнатной температуре. Полиимидные пленки ПМ и ПМ-4, склеенные таким способом, обладают высокой прочностью и стойкостью к действию повышенных температур и условий искусственного тропического климата. Для приклеивания полиимидных пленок к металлической фольге предлагается прокатывать пленку вместе с фольгой с последующим спеканием при 121-400°C.

Склеивать пенопластны ПС, ПС-4, ПВХ, ФК-20, ФК-40, ФФ и другие между собой и с. текстолитом или с древесными материалами рекомендуется клеями ВИАМ Б-3 или ПУ-2. Пенопласты с металлами и стеклотекстолитом лучше всего склеивать клеями БФ-2 и ВИАМ Б-3, причем клей БФ-2 наносят в качестве подслоя на металл или стеклотекстолит. При склеивании пенопластов ПВХ, ФК-20, ФК-40, ФФ и ПС должен применяться клей ВИАМ Б-3, приготовленный на ацетоне, при склеивании пенопласта ПС-4 следует использовать клей ВИАМ Б-3, в котором растворителем является спирт. Расход клеев БФ-2 и ВИАМ Б-3 на каждый слой должен составлять 150-200 г/м2; для пенопластов ФК-20, ФК-40 и ПС-4 расход клея может быть увеличен до 300-350 г/м2 в зависимости от пористости поверхности.

При склеивании текстолитов, стеклотекстолитов, древесных слоистых пластиков (типа дельта-древесины) клеем БФ-2 его наносят на склеиваемые материалы в два слоя; расход клея на каждый слой 150—200 г/м2. Каждый из нанесенных слоев высушивают сначала при 16—30°C в течение 30 мин, а затем при 50—60°C в течение 15 мин. Заготовки с нанесенным клеем складывают и запрессовывают в приспособлении (или в прессе), снабженном контактными или какими-либо другими нагревателями. Давление при склеивании 5—20 кгс/см2. Для деталей сложной конфигурации следует придерживаться верхнего предела давлений. Время выдержки считают с момента достижения требуемой температуры в клеевом шве, которую контролируют с помощью термопары или термометра. Снятие давления производят после охлаждения склеенных деталей до 40°C. Склеивать текстолита и древесные пластики между собой, с древесиной и фанерой можно также клеем ВИАМ Б-3 или другими фенолоформальдегидными клеями, отверждающимися с помощью кислых отвердителей, например контакта Петрова. Клей наносят в один слой, дают открытую выдержку в течение 5-15 мин, затем закрытую выдержку в течение 20 мин (с начала сборки до начала запрессовки) и выдержку под давлением 0,5-5 кг/см2, продолжительность которой зависит от температуры склеивания и типа склеиваемых материалов и колеблется от 6 до 16 ч. Продолжительность выдержки может быть сокращена за счет повышения температуры склеивания до 50-60°C.

При склеивании стеклопластиков между собой целесообразно (но не обязательно) применять клеи, по химической природе близкие к связующему в стеклопластиках. Поверхность заготовок из стеклопластиков, подлежащих склеиванию, необходимо очистить от пленок целлофана или смазок, которые использовались при формовании изделий в качестве антиадгезивов для предотвращения прилипания изделия к форме. Пленка целлофана сравнительно легко удаляется после смачивания поверхности водой, следы кремнийорганической смазки можно удалить обработкой бензином. На подготовленную (шероховатую) поверхность стеклопластика равномерно наносят клей. Рекомендуемые технологические режимы склеивания стеклопластиков отечественными клеями приведены в табл. III. 16. Клеи БФ-2, ВИАМ Б-3, Эпоксид П и Пр пригодны для склеивания изделий, работающих при сравнительно невысоких температурах (60-°C). Клеи ВС 0Т, ВК-32-200 и ВС-350 пригодны для эксплуатации при 200—300°C. Этими клеями можно склеивать не только стеклопластики друг с другом, но и с другими материалами. Прочность при сдвиге клеевых соединений стеклотекстолита обычно составляет 60-150 кгс/см2 (при комнатной температуре). При склеивании стеклопластиков и изделий из них могут быть использованы также полиэфирные клеи и применен высокочастотный метод нагревания, а также другие клеи и способы склеивания.

Большой интерес представляют процессы склеивания стеклопластиков, а также стеклопластиков с металлами эпоксидными, фенолокаучуковыми и фенолополиацетальными композициями. Предварительно поверхности склеиваемых материалов обрабатывают поливиниловым спиртом, поливинилбутиральфурфуралем, модифицированными алкидными смолами или их композициями с аминоалкоксисиланами, в частности 3%-ным спиртовым раствором поливинилбутиральфурфураля или 34%-ным раствором этого полиацеталя, модифицированного -у-аминопропилтриэтоксисиланом или аминогексаметиленаминометилтриэтоксисиланом с последующей сушкой при 90°C для удаления растворителя. Клеевые соединения стойки к старению при 200°C в течение 1000 ч. При использовании полиэфирных и эпоксидных клеев для склеивания стеклопластиков рекомендуется обрабатывать их поверхности растворами поливинилового спирта, винилтри-хлорсиланом, винилтриэтоксисиланом.

Склеивание пластических масс с металлами

Пластические массы с металлами рекомендуется склеивать полиуретановыми, эпоксидными, фенолополивинилацетальными и фенолокаучуковыми клеями. Обработка поверхностей перед склеиванием производится обычно способами, принятыми для пластмасс и металлов.

Представляет интерес способ склеивания металлов с пластмассами и древесными материалами, отверждающимися при комнатной температуре клеями типа ВИАМ Б-3 с применением подслоя на клее БФ-2, который предварительно наносят на металлы или неметаллические материалы типа стеклотекстолита и высушивают при нагревании.

Процесс оклеивания включает следующие операции:

1. Нанесение подслоя клея БФ-2 на подготовленные поверхности металла (или стеклотекстолита) и сушка его при 16—30°C не менее 30 мин и при 55 ±5°C не менее 15 мин. После охлаждения наносят второй слой клея БФ-2, который подсушивают в течение 30 мин при 16-30°C, 15-20 мин при 55 ± 5°C и 30 мин при 140—150°C. Расход клея на каждый слой 150-200 г/м2. При склеивании стали сушку подслоя клея БФ-2 рекомендуется проводить при 150-160°C в течение 30-40 мин. При нанесении клея БФ-2 на вертикальные поверхности следует наносить 3 слоя (расход клея 100—130 г/м2), причем сушка второго слоя производится по режиму сушки первого стоя.

2. Нанесение клея ВИАМ Б-3. На окончательно подготовленные поверхности металлов и неметаллических материалов наносят слой клея ВИАМ Б-3 и дают открытую выдержку в течение 5-15 мин, после чего дают закрытую выдержку (с начала сборки до начала запрессовки), продолжительность которой не должна превышать 20 мин. Расход клея ВИАМ Б-3 на каждый слой составляет 150-200 г/м2.

3. Выдержка под давлением. Давление при оклеивании должно составлять 0,5-5 кгс/см2; продолжительность выдержки под давлением зависит от природы склеиваемых материалов и температуры. Минимальная продолжительность выдержки под давлением, час. Для ускорения процесса склеивания допускается выдержка под давлением при 55 ± 5°C (30-40 мин) в течение 60-70 мин (при склеивании металлов с термопластичными пеноматериалами). После окончания нагревания склеенные детали выдерживают под давлением не менее 30 мин для охлаждения до 20-30°C. После снятия давления изделия, склеенные без нагревания, до механической обработки выдерживают 8-12 ч при 16-30°C. Изделия, склеенные при нагревании, могут подвергаться обработке через 2 часа после снятия давления.

ремонтно-строительный портал AllRemo