Эпоксидные клеи

Эпоксидные клеи – это термореактивные синтетические системы, получаемые на основе полиэпоксидной смолы и разных отвердителей основного или кислотного типов. Эпоксидные клеи применяются в различных областях техники из-за ценных свойств: высокая адгезия к самым разным материалам, хорошие физико-механические свойства, малая усадка при отвердевании, высокая химическая стойкость, отличные диэлектрические характеристики.

Эпоксидные смолы (основа эпоксидных клеев) - это реакционноспособные олигомерные или полимерные соединения, которые содержат в молекуле эпоксидные группы

 определяющие их высокие адгезионные свойства.

Эпоксидные смолы можно получать 2 методами: реакцией эпихлоргидрина с 2х- или многоатомными фенолами, фенолоформальдегидными смолами анилином либо прямым эпоксидированием ненасыщенных соединений пероксикислотами.

Реакционная способность эпоксидной группы определяется  расположения в полимерной цепи. Эпоксидные смолы с концевыми эпоксидными группами отверждаются с помощью  аминных отвердителей в ряде случаев при комнатной температуре. А эпоксидные смолы с неконцевыми эпоксидными группами отверждаются ангидридами.

В эпоксидных смолах одновременно присутствуют фракции с различной молекулярной массой. При равной средней молекулярной массе олигомеры могут сильно различаться по температуре плавления, реакционной способности, прочности получаемого клеевого соединения в зависимости от концентрациий высоко- и  низкомолекулярных фракций.

В зависимости от исходных материалов, которые  использовались для их синтеза, метода   получения, условий проведения синтеза и соотношения исходных веществ можно получить эпоксидные смолы разных составов, с разной молекулярной массой и концентрацией кислорода эпоксидных групп.

В качестве компонентов эпоксидных клеев наиболее часто применяют используют рассмотренные ниже смолы.

Эпоксидиановые смолы – этопредставляют  продукты конденсации 2,2-ди(4-гидроксифенил)пропана (дифе-нилолпропана) с эпихлоргидрином в щелочной среде.

Молекулярная масса и свойства смол определяются степенью полимеризации. Лучшие клеящие свойства у смолы с молекулярной массой 700-1000. Большинство из них - вязкие продукты, которые содержат от 0,3 до 1,0 % летучих веществ, и 0,2-1,0 % общего хлора и 0,007 % хлорид-ионов. К ним относят смолы марок ЭД; числовой индекс – концентрация эпоксидных групп в смоле. К примеру, смола ЭД-20 имеет в составе 20 % эпоксидных группировок.

Азотсодержащие эпоксидные смолы получают при конденсации эпихлоргидрина с п-аминофенолом, анилином, циануровой кислотой. По сравнению с эпоксидиановыми смолами они имеют высокую реакционную способность и отвердевают при более низких температурах. В твердом состоянии они имеют хорошими физико-механическими свойствами, довольно теплостойки.

Галогенсодержащие эпоксидные смолы применяют для получения клеев с повышенной огнестойкостью. Содержание эпоксидных групп составляет 11-13%, брома 45-50 %, общего хлора 1-2,5%, летучих веществ 0,5 %, . Они стоят в 2 раза дороже, чем  эпоксидиановые.

Эпоксидные смолы на базе резорцина и его производных используют для получения клеев с высокой .Эти смолы отверждаются более легко, чем эпоксидиановые. Как  компоненты для этих клеев используют смолы, полученные конденсацией фурфурилрезорцина с эпихлоргидрином в щелочной среде, пентаэритритом, резорцином, продуктом конденсации резорцина и дихлорэтана в щелочной среде. В основном, это низковязкие продукты, отверждаемые отвердителями любого типа.

 

Для получения клеев используют также эпоксиноволачные блок-сополимеры –продукты конденсации новолачных фенолоформальдегидных смол с эпихлоргидрином или диановыми эпоксидными смолами. Это термореактивные материалы, необратимо переходящие при температурах выше 120 0C в неплавкое и нерастворимое состояние. В твердом виде они имеют высокую тепло- и хемостойкос-ть, стабильность диэлектрических показателей при повышенной температуре, стойкость к действию воды. Клеи на базе эпоксиноволачных смол отвердевают без выделения летучих веществ, в готовом виде они могут длительно сохранятся  (1-1,5 г), обладают более низкой токсичностью и стоимостью по сравнению с клеями на основе других эпоксидов.

Как компоненты эпоксидных клеев приняняются и циклоалифатические эпоксидные смолы, в структуре которых кислородные атомы связаны с углеродными атомами циклоалифатического кольца. С этим связаны такие специфические свойства отвержденных циклоалифатических эпоксидных смол, как высокая теплостойкость, высокая дуго- и трещиностойкость, стойкость к воздействию УФ-облучения, высокие диэлектрические показатели в для широкого интервала температуры. Отверждаются такие смолы ангидридами поликарбоновых кислот.

Как компоненты высокотеплостойких клеев интересны карборансодержащие эпоксидные олигомеры, к примеру  1,2-бис(эпоксиалкил) карборан общей формулы:

Их отвердители – комплексы трифторида бора и третичные амины. Но они довольно дороги (-1000 дол.США/кг), что и сдерживает их применение.