Адгезионные грунты и системы модификации поверхности

Хранение анодированных деталей в течение 30 сут. после анодного окисления в хромовой кислоте в условиях, полностью исключающих возможность загрязнений покрытия, не приводит к ухудшению адгезионных свойств поверхности. Однако в условиях серийного производства изделий в процессе выполнения технологических операций происходит загрязнение поверхностей, подлежащих склеиванию. Вследствие этого прочность клеевых соединений при сдвиге снижается на 15—20 %, прочность при неравномерном отрыве - в два раза.

Сохранению активности склеиваемой поверхности способствует применение адгезионных грунтов. Они выполняют в клеевом соединении ряд функций.

1. Защита подготовленных под склеивание поверхностей при промежуточной обработке, транспортировке и хранении деталей; увеличение промежутка времени между операциями подготовки поверхности и склеивания; увеличение числа деталей, проходящих одновременную подготовку поверхности; предохранение подготовленной поверхности от загрязнения при проведении межоперационных мероприятий.

2. Улучшение смачиваемости клеем субстрата (из-за низкой вязкости грунта или путем введения в грунт специальных компонентов, улучшающих смачивающую способность).

3. Ингибирование коррозии субстратов. Это достигается путем введения в состав грунтов ингибиторов хроматного типа, а также ингибирующих добавок, образующих с субстратом хелатные соединения.

4. Создание промежуточного слоя, препятствующего нежелательному взаимодействию клея с субстратом. Для применения в авиационной промышленности рекомендован адгезионный грунт ЭП-0234, представляющий собой 3 %-й раствор эпоксидной смолы с ингибитором коррозии и отвердителем в смеси ацетона и спирта. Грунт наносят окунанием, кистью, пульверизатором; расход ~70 г/м2. Грунт наносят через 30 мин после анодного окисления. Сушку проводят при 120 0C в течение 30 мин. Грунт не снижает прочность клеевых соединений и позволяет увеличить временной промежуток между анодированием и склеиванием до 30 сут. Он используется под высокопрочные пленочные клеи.

Для улучшения адгезии используют аппреты, праймеры. К ним относятся вещества, содержащие функциональные группы двух типов, один из которых может взаимодействовать с клеем, второй - с субстратом. Путем подбора соответствующих функциональных групп удается обеспечить адгезию к самым различным поверхностям. Аппреты используют в виде сильноразбавленных растворов (до 1 %-го); после нанесения их на субстрат удаляют растворитель и затем проводят процесс склеивания. Применение таких веществ позволяет улучшить адгезию при воздействии не только влаги, но и повышенной температуры. Особенно эффективно их применение для нержавеющей стали и титановых сплавов.

Для улучшения адгезии эпоксидных клеев к титановому сплаву его поверхность обрабатывают у-аминопро-пилтриэтоксисиланом. Прочность клеевых соединений при этом повышается на -20 %, а после кипячения в воде в течение 24 ч - на 64 %.

Использование праймеров под клеи-герметики на основе кремнийорганических каучуков позволяет повысить адгезию этих клеев к большинству субстратов. Без праймеров прочность клеевого соединения незначительна, что делает невозможным применение этих материалов в качестве клеев. Для подобного рода материалов применение праймеров позволяет получить клеевые соединения с прочностью до 3-5 МПа при 100 %-м когезионном разрушении.

Применение аминоэтоксисиланов и подобных им соединений позволяет обеспечить адгезию клеев-герметиков к полиимидной пленке; без них склеить ее не удается. Для склеивания полиимидной пленки может быть использован подслой П-11.