RU2772606C1 - Method for producing and applying an adhesive composition - Google Patents
Method for producing and applying an adhesive composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772606C1 RU2772606C1 RU2021105044A RU2021105044A RU2772606C1 RU 2772606 C1 RU2772606 C1 RU 2772606C1 RU 2021105044 A RU2021105044 A RU 2021105044A RU 2021105044 A RU2021105044 A RU 2021105044A RU 2772606 C1 RU2772606 C1 RU 2772606C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- sulfur
- concentration
- adhesive
- mixing
- Prior art date
Links
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 8
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 29
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- PODWXQQNRWNDGD-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([S-])(=O)=O PODWXQQNRWNDGD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L Sodium thiosulphate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 210000003660 Reticulum Anatomy 0.000 description 6
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 5
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 4
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M Aluminium hydroxide oxide Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 description 3
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N Resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 load Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100005169 CRLF1 Human genes 0.000 description 1
- 101700078093 CRLF1 Proteins 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N Hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- 108050000251 SPARC Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000750 constant-initial-state spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 1
- 238000004805 robotic Methods 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к области выполненных на основе фенолоформальдегидных смол клеевых композиций, предназначенных для склеивания конструкций различного назначения, и может найти применение в клееных слоистых конструкциях и сотовых изделиях авиационной техники.The present invention relates to the field of adhesive compositions made on the basis of phenol-formaldehyde resins, intended for gluing structures for various purposes, and can be used in glued layered structures and honeycomb products of aviation technology.
Уровень техникиState of the art
Клеи, связующие и герметики широко применяются в авиационной промышленности. Клеевые композиции предназначены для изготовления сотовых и слоистых силовых конструкций из металлов и полимерных композиционных материалов. Клеевые соединения должны обладать высокой длительной прочностью и устойчивостью к воздействию многочисленных эксплуатационных факторов. Разнообразие свойств клеев дает возможность при разработке нового изделия из всего ассортимента клеящих материалов выбрать те, которые полностью отвечают разнообразным техническим требованиям, предъявляемым к клеевым соединениям.Adhesives, binders and sealants are widely used in the aviation industry. Adhesive compositions are intended for the manufacture of honeycomb and layered load-bearing structures made of metals and polymer composite materials. Adhesive joints must have high long-term strength and resistance to numerous operational factors. A variety of properties of adhesives makes it possible, when developing a new product, from the entire range of adhesive materials to choose those that fully meet the various technical requirements for adhesive joints.
Известен способ производства клеевой композиции, в котором прочность клеевых соединений бумаги улучшается за счет, добавок наночастиц на основе оксида кремния размером 1-44 нм (US7501468, опубл. 10.03.2009). Было отмечено, что для повышения когезионной прочности и жесткости, способ смешивания компонентов клеевой композиции имеет решающее значение для достижения оптимальных свойств. Для предотвращения расслаивания (седиментации) компонентов клеевой композиции предложено использовать перемешивание с большим усилием сдвига и/или ультразвук.A method for the production of an adhesive composition is known, in which the strength of adhesive paper joints is improved by adding nanoparticles based on silicon oxide with a size of 1-44 nm (US7501468, publ. 10.03.2009). It has been noted that in order to improve cohesive strength and stiffness, the way in which the components of the adhesive composition are mixed is critical to achieving optimum properties. To prevent delamination (sedimentation) of the components of the adhesive composition, it is proposed to use high shear mixing and/or ultrasound.
Известен способ приготовления клеевой композиции, заключающийся в диспергировании наночастиц в эпоксидной смоле, с последующим воздействием на смесь наночастиц с жидкой смолой ультразвуковых колебаний, при этом воздействуют на смесь несколькими короткими импульсами ультразвуковых колебаний общей длительностью, не превышающей 100 с, или воздействуют на смесь одним импульсом такой же длительности с измерением температуры в процессе воздействия и с охлаждением смеси (RU2500706, опубл. 10.12.2013).A method for preparing an adhesive composition is known, which consists in dispersing nanoparticles in an epoxy resin, followed by exposure to a mixture of nanoparticles with a liquid resin of ultrasonic vibrations, while the mixture is affected by several short pulses of ultrasonic vibrations with a total duration not exceeding 100 s, or the mixture is affected by one pulse the same duration with temperature measurement during exposure and with cooling of the mixture (RU2500706, publ. 10.12.2013).
Наиболее близким к заявляемому является способ получения клеевой композиции, характеризующейся тем, что она получена путем смешивания первой трехкомпонентной части со второй трехкомпонентной частью, при том, что первая трехкомпонентная часть получена путем перемешивания последовательно добавляемых к раствору резиновой смеси раствора фенолоформальдегидной смолы и раствора гексарезорциновой смолы, причем вторая трехкомпонентная часть получена диспергированием порошка серы и частиц нанопорошка оксигидроксида алюминия в бутилацетате, при этом количество частиц нанопорошка оксигидроксида алюминия в весовом отношении к массе клеевой композиции выбрано из диапазона от 0,1 до 1,0% (RU2625849). При этом частицы нанопорошка оксигидроксида алюминия имеют размер, выбранный из диапазона от 0,5 до 3,0 мкм. Перемешивание компонентов первой части, а также диспергирование компонентов второй части осуществляют с использованием ультразвука. Кроме того, вязкость клеевой композиции регулируют изменением доли бутилацетата, что позволяет получить клей с оптимальным (регулируемым) соотношением технологических свойств клея и эксплуатационных свойств клеевого соединения.Closest to the claimed is a method for producing an adhesive composition, characterized in that it is obtained by mixing the first three-component part with the second three-component part, while the first three-component part is obtained by mixing the phenol-formaldehyde resin solution and the hexaresorcinol resin solution successively added to the rubber mixture solution, moreover, the second three-component part is obtained by dispersing sulfur powder and particles of aluminum oxyhydroxide nanopowder in butyl acetate, while the number of particles of aluminum oxyhydroxide nanopowder in weight ratio to the mass of the adhesive composition is selected from the range from 0.1 to 1.0% (RU2625849). In this case, the aluminum oxyhydroxide nanopowder particles have a size selected from the range from 0.5 to 3.0 μm. The mixing of the components of the first part, as well as the dispersion of the components of the second part, is carried out using ultrasound. In addition, the viscosity of the adhesive composition is controlled by changing the proportion of butyl acetate, which makes it possible to obtain an adhesive with an optimal (adjustable) ratio of the technological properties of the adhesive and the operational properties of the adhesive joint.
Однако, общим недостатком всех известных способов изготовления клеевых композиций является то, что композиции готовят перемешиванием в определенной последовательности определенным способом для получения однородности. С этого момента начался процесс ограниченной живучести клея, т.е. состав клеевой композиции необходимо сразу наносить на склеиваемые поверхности, иначе он полимеризуется через какое-то время. Недостатком известного способа нанесения клеевой композиции - способ глубокой печати, является то, что при таком способе объем клея не регулируется и изменяется в процессе работы оборудования из-за потерь легкой фракции в ванне и увеличении вязкости клея. Это напрямую влияет на размерную точность площади склеивания из-за последующего расплющивания перенесенного объема клея при процессе полимеризации под давлением. Например, при склеивании листов фольги для получения сотового заполнителя две из 6-ти сторон ячейки являются клеевыми соединениями и их неточный или неконтролируемый в процессе производства размер влияет на геометрическую точность ячейки, что в свою очередь является главным фактором (правильность формы шестигранника) получения максимальных физико-механических свойств сотового заполнителя.However, a common disadvantage of all known methods for the manufacture of adhesive compositions is that the compositions are prepared by mixing in a certain sequence in a certain way to obtain uniformity. From this moment, the process of limited survivability of the adhesive began, i.e. the composition of the adhesive composition must be immediately applied to the surfaces to be glued, otherwise it will polymerize after some time. The disadvantage of the known method of applying the adhesive composition - the gravure printing method, is that with this method the volume of the adhesive is not regulated and changes during the operation of the equipment due to the loss of the light fraction in the bath and an increase in the viscosity of the adhesive. This directly affects the dimensional accuracy of the bonding area due to the subsequent flattening of the transferred adhesive volume during the pressure polymerization process. For example, when gluing sheets of foil to obtain a honeycomb core, two of the 6 sides of the cell are adhesive joints and their inaccurate or uncontrolled size during the production process affects the geometric accuracy of the cell, which in turn is the main factor (the correct shape of the hexagon) to obtain maximum physical - mechanical properties of honeycomb filler.
Техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в необходимости преодоления недостатков, присущих известным способам.The technical problem solved by the claimed invention is the need to overcome the shortcomings inherent in the known methods.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу изобретения поставлена задача разработки способа однородного смешения компонентов клеевой композиции, а также способа с повышенной точностью нанесения на любой листовой материал для склеивания, например, текстолит, оцинкованная жесть, бронза, алюминий, сталь и т.д. The invention is based on the task of developing a method for homogeneous mixing of the components of the adhesive composition, as well as a method with increased accuracy of application to any sheet material for gluing, for example, textolite, galvanized sheet, bronze, aluminum, steel, etc.
Техническим результатом является разработка способа нанесения с повышенной точностью на склеиваемые поверхности с одновременным уменьшением композиционной неоднородности системы.The technical result is the development of a method for applying with increased accuracy to the surfaces to be glued, while reducing the compositional heterogeneity of the system.
Технический результат достигается способом смешения компонентов клеевой композиции, заключающийся в том, что отдельно готовят следующие растворы: раствор смолы гексарезорциновой смолы в спирте этиловом с концентрацией 10,95 г/л ± 3 %, раствор лака ФЛ-5111 в этиловым спиртом с концентрацией 41,38 г/л ± 3 %, продукт-4 в бутилацетате с концентрацией 153,94 г/л ± 3 % и раствор серы в бутилацетате с концентрацией 0,22 г/л ± 3 %, полученные растворы смешивают путем струйного субтрактивного смешения непосредственно в момент нанесения на склеиваемую поверхность. При этом приготовленные растворы имеют следующие значения вязкости: среднее значение вязкости при температуре 25°С около 3,0 мм2/с, при 10°С - 4,5 мм2/с, при 35 - 2,2 мм2/с, в процентах относительно вязкости при 25°С +50% и -27% соответственно. Диспергирование порошка серы в бутилацетате осуществляют с использованием ультразвукового диспергатора мощностью не менее 50 Вт и длительностью диспергирования не менее 5 минутThe technical result is achieved by mixing the components of the adhesive composition, which consists in preparing the following solutions separately: a solution of hexaresorcinol resin resin in ethyl alcohol with a concentration of 10.95 g / l ± 3%, a solution of FL-5111 varnish in ethyl alcohol with a concentration of 41, 38 g/l ± 3%, product-4 in butyl acetate with a concentration of 153.94 g/l ± 3% and a solution of sulfur in butyl acetate with a concentration of 0.22 g/l ± 3%, the resulting solutions are mixed by jet subtractive mixing directly into moment of application to the surface to be bonded. In this case, the prepared solutions have the following viscosity values: the average viscosity at a temperature of 25 ° C is about 3.0 mm 2 / s, at 10 ° C - 4.5 mm 2 / s, at 35 - 2.2 mm 2 / s, as a percentage relative to the viscosity at 25°C +50% and -27%, respectively. Dispersion of sulfur powder in butyl acetate is carried out using an ultrasonic disperser with a power of at least 50 W and a dispersion duration of at least 5 minutes.
Для приготовления раствора серы ее предварительно подвергают обработке двумя вариантами:To prepare a sulfur solution, it is pre-treated in two ways:
- пятиводный тиосульфат натрия растворяют в деионизованной воде с температурой от 4°С до 50°С, затем в полученный раствор добавляют концентрированную соляную кислоту, далее продукт реакции подвергают фильтрации и высушиванию. Для приготовления раствора серы используют от 1 до 12 мг тиосульфата натрия на 1 мл H2O, концентрированную соляную кислоту добавляют из расчета от 0,01 мл до 0,06 мл на один мл воды;- sodium thiosulfate pentahydrate is dissolved in deionized water with a temperature of 4°C to 50°C, then concentrated hydrochloric acid is added to the resulting solution, then the reaction product is filtered and dried. To prepare a sulfur solution, from 1 to 12 mg of sodium thiosulfate per 1 ml of H 2 O is used, concentrated hydrochloric acid is added at the rate of 0.01 ml to 0.06 ml per ml of water;
- пятиводный тиосульфат натрия растворяют в толуоле из расчета, что массовое содержание серы в толуоле составляет от 0,5 до 2,5%, далее раствор выпаривают при температуре не менее 50°С, полученный осадок собирают и измельчают.- sodium thiosulfate pentahydrate is dissolved in toluene on the basis that the mass content of sulfur in toluene is from 0.5 to 2.5%, then the solution is evaporated at a temperature of at least 50°C, the resulting precipitate is collected and crushed.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На фиг 1 представлены микрофотографии частиц серы, синтезированных при температуре воды 25°С (Б) и 50°С (А).Figure 1 shows micrographs of sulfur particles synthesized at a water temperature of 25°C (B) and 50°C (A).
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже представлено более детальное описание заявляемого способа, которое не ограничивает объем притязаний заявляемого изобретения, а демонстрирует возможность осуществления изобретения с достижением заявляемого технического результата.Below is a more detailed description of the claimed method, which does not limit the scope of the claimed invention, but demonstrates the possibility of carrying out the invention with the achievement of the claimed technical result.
Для подтверждения однородности структуры и точности нанесения композиции изготовлены 6 образцов слоистой структуры на основе алюминиевой фольги марки АМг2-Н и клеевой композиции следующего состава:To confirm the uniformity of the structure and the accuracy of applying the composition, 6 samples of a layered structure were made based on aluminum foil of the AMg2-N brand and an adhesive composition of the following composition:
раствор резиновой смеси (г): 20,00-27,00, предпочтительно 25,00;rubber compound solution (g): 20.00-27.00, preferably 25.00;
раствор фенолоформальдегидной смолы (г): 6,00-7,00, предпочтительно 6,72;phenol-formaldehyde resin solution (g): 6.00-7.00, preferably 6.72;
раствор гексарезорциновой смолы (г): 1, 50- 2.00, предпочтительно 1,78;hexaresorcinol resin solution (g): 1.50-2.00, preferably 1.78;
порошок серы (г): 0,02-0,06, предпочтительно 0,04;sulfur powder (g): 0.02-0.06, preferably 0.04;
бутилацетат (г): 13,00-14,00, предпочтительно 13,56;butyl acetate (g): 13.00-14.00, preferably 13.56;
Дополнительно в состав клеевой композиции могут быть добавлены углеродные нановолокона в количестве от 0,01 до 0,1 масс. %, что позволяет повысить прочность клеевых соединений за счет получения более однородной дисперсии частиц серы. Для этого проводят диспергирование углеродных волокон в бутилацетате с использованием ультразвукового диспергатора мощностью не менее 60 Вт и длительностью диспергирования не менее 5 минут.Additionally, carbon nanofibers can be added to the composition of the adhesive composition in an amount of from 0.01 to 0.1 wt. %, which makes it possible to increase the strength of adhesive joints by obtaining a more uniform dispersion of sulfur particles. To do this, carbon fibers are dispersed in butyl acetate using an ultrasonic disperser with a power of at least 60 W and a dispersion duration of at least 5 minutes.
Для проверки реализации изобретения был взят многокомпонентный клей ВК-25, применяемый для склейки листов фольги при изготовлении сотового заполнителя.To test the implementation of the invention, a multicomponent adhesive VK-25 was taken, used for gluing foil sheets in the manufacture of honeycomb core.
Жидкий клей ВК-25 должен соответствовать техническим требованиям:Liquid adhesive VK-25 must meet the technical requirements:
1. Внешний вид: вязкая однородная жидкость от зеленовато-коричневого до синего цвета;1. Appearance: viscous homogeneous liquid from greenish-brown to blue;
2. Вязкость клея по вискозиметру ВЗ-1, при температуре 15-35°С 40-60 сек (для получения требуемой вязкости в клей ввести бутилацетат в количестве около 20-30 г на 100 г клея и смесь тщательно перемешать);2. The viscosity of the adhesive according to the VZ-1 viscometer, at a temperature of 15-35 ° C 40-60 seconds (to obtain the required viscosity, add butyl acetate to the adhesive in an amount of about 20-30 g per 100 g of adhesive and mix the mixture thoroughly);
3. Жизнеспособность: не более 6 ч при температуре от 15 до 35°С, не более 24 ч при хранении в холодильнике.3. Pot life: no more than 6 hours at a temperature of 15 to 35°C, no more than 24 hours when stored in a refrigerator.
Клей ВК-25 - фенольно-каучуковая композиция с добавлением смолы ГР (продукт поликонденсации резорцина с уротропином) состоит из компонентов: Glue VK-25 - phenol-rubber composition with the addition of GR resin (a product of polycondensation of resorcinol with urotropin) consists of the following components:
1.При двух компонентной поставке продукта 4 - продукт 4 73,8 17/С; сера молотая 0,11; бутилацетат 5,0; лак ФЛ-5111 21,0 60/С1; смола ГР 5,2 60/С2, где С; С1;С2 - концентрации в процентах соответствующих компонентов, определенных при входном контроле; за наименованием компонента следует количество вещества и вес.ч.1. With a two-component supply of product 4 - product 4 73.8 17/C; ground sulfur 0.11; butyl acetate 5.0; lacquer FL-5111 21.0 60/C1; resin GR 5.2 60/C2, where C; C1; C2 - concentrations in percentage of the corresponding components, determined during the input control; the name of the component is followed by the amount of substance and wt.h.
Для реализации заявляемого способа готовят раствор смолы ГР в 95-98% спирте этиловом (С2 - концентрация смолы ГР в этиловом спирте). Раствор должен быть тщательно перемешан и однороден. Лак ФЛ-5111 разводят этиловым спиртом. Отдельно готовят растворы продукта-4 и серы в бутилацетате. При этом диспергирование порошка серы в бутилацетате осуществляют с использованием ультразвукового диспергатора мощностью не менее 50 Вт и длительностью диспергирования не менее 5 минут.To implement the proposed method, a solution of GR resin is prepared in 95-98% ethyl alcohol (C2 is the concentration of GR resin in ethyl alcohol). The solution must be thoroughly mixed and homogeneous. Lacquer FL-5111 is diluted with ethyl alcohol. Separately prepare solutions of product-4 and sulfur in butyl acetate. At the same time, the dispersion of sulfur powder in butyl acetate is carried out using an ultrasonic disperser with a power of at least 50 W and a dispersion duration of at least 5 minutes.
Серу для приготовления клеевой композиции предварительно обрабатывают двумя способами:Sulfur for the preparation of the adhesive composition is pre-treated in two ways:
1. Пятиводный тиосульфат натрия (Na2S2O3·5H2O) растворяется в деионизованной воде (H2O). Концентрация раствора может варьироваться в пределах от 1 до 12 мг Na2S2O3 на 1 мл H2O.1. Sodium thiosulfate pentahydrate (Na 2 S 2 O 3 5H 2 O) dissolves in deionized water (H 2 O). The concentration of the solution can vary from 1 to 12 mg Na 2 S 2 O 3 per 1 ml H 2 O.
Температура воды в процессе добавления Na2S2O3·5H2O выдерживается в интервале от 4°С до 50°С. Далее в полученный водный раствор Na2S2O3, находящийся под непрерывным механическим перемешиванием добавляют концентрированную HCl. Объем HCl может варьироваться в интервале от 0,01 мл до 0,06 мл на один мл воды. Полученную смесь оставляют при постоянном перемешивании на не чем менее 10 минут. Скорость перемешивания не менее 500 об./мин.The water temperature in the process of adding Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O is maintained in the range from 4°C to 50°C. Next, in the resulting aqueous solution of Na 2 S 2 O 3 under continuous mechanical stirring add concentrated HCl. The volume of HCl can vary from 0.01 ml to 0.06 ml per ml of water. The resulting mixture is left under constant stirring for at least 10 minutes. Mixing speed not less than 500 rpm.
Далее продукт реакции подвергается фильтрации и высушиванию. В качестве примера методики фильтрации может быть использовано центрифугирование продукта реакции с последующим разбавлением водой не менее чем 6 раз при оборотах центрифуги не менее 9000 об./мин и времени центрифугирования не менее 20 минут. После фильтрации полученный осадок собирается и высушивается при температуре не менее 60°С в течение не менее 12 часов.Next, the reaction product is filtered and dried. As an example of a filtration technique, centrifugation of the reaction product followed by dilution with water at least 6 times at a centrifuge speed of at least 9000 rpm and a centrifugation time of at least 20 minutes can be used. After filtration, the resulting precipitate is collected and dried at a temperature of at least 60°C for at least 12 hours.
Анализ морфологии частиц серы после подготовки показывает, то на размер частиц оказывает существенное влияние температура H2O. В таблице 1 приведены размеры частиц серы, синтезированные при различной температуре H2O. Analysis of the morphology of sulfur particles after preparation shows that the particle size is significantly affected by the temperature of H 2 O. Table 1 shows the sizes of sulfur particles synthesized at different temperatures of H 2 O.
Таблица 1. Зависимость размера частиц серы от температуры H2O.Table 1. Dependence of sulfur particle size on H 2 O temperature.
На фиг. 1 представлены примеры микрофотографий частиц серы, синтезированные при различной температуре воды.In FIG. 1 shows examples of micrographs of sulfur particles synthesized at different water temperatures.
2. Кристаллическая сера растворяется в толуоле при температуре не менее 50°С. Массовое содержание серы в толуоле может варьироваться в интервале от 0,5 до 2,5%. Далее раствор выпаривается при температуре не менее 50°С. После выпаривания желтый осадок, сформированный рекристаллизованной серой, собирается и подвергается процедуре механического помола любым известным из уровня техники способом, позволяющим получить частицы необходимого размера.2. Crystalline sulfur dissolves in toluene at a temperature of at least 50°C. The mass content of sulfur in toluene can vary in the range from 0.5 to 2.5%. Next, the solution is evaporated at a temperature of at least 50°C. After evaporation, the yellow precipitate formed by the recrystallized sulfur is collected and subjected to a mechanical grinding procedure by any method known in the art to obtain particles of the desired size.
После помола с целью разделения гранулометрических фракций порошок серы может пропускаться через сито с размером ячеек не более 2 мкм.After grinding in order to separate the granulometric fractions, the sulfur powder can be passed through a sieve with a mesh size of not more than 2 microns.
Приготовление большого (более 1 кг) количества клея ВК-25 производить в эмалированных аппаратах или аппаратах из нержавеющей стали, снабженных мешалками со скоростью лопастей не менее 30-40 об/мин. Приготовление небольших количеств жидкого клея производить в металлической или полиэтиленовой таре, перемешивая компоненты вручную. В случае хранения клея в холодильнике, перед применением его, довести температуру клея до 15-35°С.Preparation of a large (more than 1 kg) amount of VK-25 glue should be carried out in enameled or stainless steel apparatus equipped with agitators with a blade speed of at least 30-40 rpm. Preparation of small amounts of liquid adhesive should be carried out in metal or polyethylene containers, mixing the components manually. If the adhesive is stored in a refrigerator, before applying it, bring the temperature of the adhesive to 15-35°C.
В заявляемом способе компоненты находятся в принтере отдельно и смешиваются в процессе нанесения на изделие по типу струйной цветной печати. Для нанесения был использован Epson WorkForce WF-3620 в 4-х цветной бесконтактной СНПЧ.In the claimed method, the components are located in the printer separately and are mixed in the process of applying to the product by the type of inkjet color printing. Epson WorkForce WF-3620 was used for application in 4-color non-contact CISS.
Требуемые значения вязкости компонентов для процесса струйной печати (смешения): Среднее значение вязкости при температуре 25°С около 3,0 мм2/с, при 10°С - 4,5 мм2/с, при 35 - 2,2 мм2/с, в процентах относительно вязкости при 25°С +50% и -27% соответственно.Required values of the viscosity of the components for the inkjet printing process (mixing): The average viscosity at a temperature of 25°C is about 3.0 mm 2 /s, at 10°C - 4.5 mm 2 /s, at 35 - 2.2 mm 2 /s, as a percentage relative to the viscosity at 25°C +50% and -27%, respectively.
Для раздельного нанесения компоненты до нужной вязкости разводят теми же растворителями, что в них присутствуют (по паспортам):For separate application, the components are diluted to the desired viscosity with the same solvents that are present in them (according to passports):
- Смолу ГР-с и лак ФЛ-5111 этиловым спиртом;- Resin GR-s and lacquer FL-5111 with ethyl alcohol;
- Продукт-4 бутилацетатом;- Product-4 butyl acetate;
- Серу бутилацетатом.- Sulfur with butyl acetate.
Используя правила расчета концентрации растворов получают:Using the rules for calculating the concentration of solutions, you get:
Продукт 4: N1 =73,8 х 17/8,15 =153,94 Product 4: N1 = 73.8 x 17/8.15 = 153.94
Лак ФЛ-5111 N2 =21 х 60/30,45 = 41,38Lacquer FL-5111 N2 = 21 x 60 / 30.45 = 41.38
Смола ГР-с N3 =5,2 х60/28.5 = 10,95Resin GR-s N3 \u003d 5.2 x60 / 28.5 \u003d 10.95
Сера N4 =0,11 х100/50 = 0,22Sulfur N4 \u003d 0.11 x100 / 50 \u003d 0.22
Для реализации заявляемого способа необходимо модифицировать компоненты до нужной вязкости и дисперсности, чтобы соответствовать требованиям струйной печати, а также исключить процесс седиментации (выпадения в осадок, расслоения растворов), т.к. все компоненты клея находятся в растворителях и при неработающем оборудовании могут оседать в картриджах. Для предотвращения седиментации необходимо поддерживать вязкость полученных растворов. В случае с серой был разработан способ ее предварительной подготовки для получения стабильного коллоидного раствора. Раствор сохраняет стабильность в состоянии не работающей печати не менее 60-ти дней.To implement the proposed method, it is necessary to modify the components to the desired viscosity and dispersion in order to meet the requirements of inkjet printing, and also to exclude the process of sedimentation (precipitation, separation of solutions), because all adhesive components are in solvents and can settle in cartridges when the equipment is not working. To prevent sedimentation, it is necessary to maintain the viscosity of the obtained solutions. In the case of sulfur, a method was developed for its preliminary preparation in order to obtain a stable colloidal solution. The solution remains stable in the non-printing state for at least 60 days.
Предельные размеры частиц компонентов должны быть меньше типичного размера капли струйных принтеров - 12 пиколитров, размер капли у Epson Stylus Color 850 составлял 10 пиколитров (1 пиколитр = 10 в минус 12 степени литра).The particle size limits of the components must be less than the typical droplet size of inkjet printers - 12 picolitres, the droplet size of the Epson Stylus Color 850 was 10 picoliters (1 picoliter = 10 to the minus 12 power of a liter).
Подача и объем компонентов при нанесении регулируется программным образом (посредством использования любого графического редактора, где можно включить цветовую четырехкомпонентную модель CMYK) путем задания необходимого количества точек (капель) каждого компонента на единицу площади в зависимости от концентрации сухих веществ в растворе и паспортными значениями доли компонента в клеевой композиции (подобно формированию цветов при струйной печати). Например, графический редактор Pixlr X позволяет изменить температуру компонентов и насыщенность, т.е. общее количество клея (https://pixlr.com/ru/x/).The supply and volume of components during application is controlled programmatically (by using any graphic editor where you can turn on the four-component CMYK color model) by setting the required number of dots (drops) of each component per unit area, depending on the concentration of solids in the solution and the passport values of the component fraction in the adhesive composition (similar to the formation of colors in inkjet printing). For example, the Pixlr X graphics editor allows you to change the temperature of the components and saturation, i.e. total amount of glue (https://pixlr.com/ru/x/).
Для нанесения, в том числе и промышленного, могут быть использованы струйные принтеры четырех или шести цветной подачи компонентов. Дополнительные два компонента могут быть использованы для нанесения на склеиваемые поверхности специальных меток, используемых для устройств с техническим зрением (роботов-манипуляторов, например).For application, including industrial application, inkjet printers with four or six color components can be used. An additional two components can be used to apply special marks to the glued surfaces used for devices with technical vision (robotic manipulators, for example).
Качество перемешивания достигается тем, что при печати с разрешением растрирования 200 на 200 точек на квадратный сантиметр, печатающая головка устройства струйной печати поставит 40000 точек известного объема на 1 см2. Это гарантированно равномерное смешивание компонентов клея при нанесении.The quality of mixing is achieved by the fact that when printing with a screening resolution of 200 by 200 dots per square centimeter, the print head of the inkjet printer will deliver 40,000 dots of known volume per 1 cm 2 . This is guaranteed uniform mixing of the adhesive components during application.
Точность позиционирования определяется точностью работы струйного принтера, что составляет +/- 5 мкм. Это многократно точнее, чем при нанесении клея методом рулонной глубокой печати.Positioning accuracy is determined by the accuracy of the inkjet printer, which is +/- 5 microns. This is many times more accurate than when applying glue using the roll-to-roll gravure printing method.
Испытания проводились на определение предела прочности клеевого соединения при расслаивании по ОСТ 1 90153-74 при t = 20 °С.Tests were carried out to determine the ultimate strength of the adhesive joint during delamination according to OST 1 90153-74 at t = 20 °C.
Использовано оборудование: испытательная машина «2055 Р-0,5»Equipment used: testing machine "2055 R-0.5"
Скорость нагружения: v = 25 мм/минLoading speed: v = 25 mm/min
Получены результаты, представленные в Таблице 2.The results are presented in Table 2.
Таблица 2. Результаты определения предела прочности клеевого соединения при расслаиванииTable 2. Results of determining the ultimate strength of the adhesive joint during delamination
При известном способе смешивания и нанесения этот показатель обычно 0,7 кгс/см (требования ОСТ на алюминиевый сотовый заполнитель). Таким образом полученные результаты доказывают эффективность заявляемого способа с точки зрения качества смешивания компонентов. Также заявляемый способ исключает проблемы с живучестью клея, т.к. компоненты находятся постоянно в исходном состоянии с неограниченным временем живучести.With a known method of mixing and application, this figure is usually 0.7 kgf/cm (OST requirements for aluminum honeycomb core). Thus, the results obtained prove the effectiveness of the proposed method in terms of the quality of the mixing of the components. Also, the claimed method eliminates problems with the survivability of the adhesive, tk. components are permanently in their original state with an unlimited lifetime.
Claims (8)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772606C1 true RU2772606C1 (en) | 2022-05-23 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8518208B2 (en) * | 2009-08-31 | 2013-08-27 | Cytec Technology Corp. | High performance adhesive compositions |
| RU2500706C1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Method of dispersing nanoparticles in epoxide resin |
| RU2508306C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Adhesive |
| RU2625849C1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Куранты" | Adhesive composition and aluminium layered structure containing it with increased adhesive joints interlaminar strength |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8518208B2 (en) * | 2009-08-31 | 2013-08-27 | Cytec Technology Corp. | High performance adhesive compositions |
| RU2508306C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Adhesive |
| RU2500706C1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Method of dispersing nanoparticles in epoxide resin |
| RU2625849C1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-07-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Куранты" | Adhesive composition and aluminium layered structure containing it with increased adhesive joints interlaminar strength |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Асланян И. Р. "Определение количественных факторов, существенно влияющих на технологические характеристики модельных композиций", 2018, Труды ВИАМ, No. 12 (72), С.3-13. интернет-источник https://www.eko-tec.ru/product/5164351/, опубликованный в Wayback Internet Archive Machine 13.04.2019. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60110843T2 (en) | ENERGY-HARDENED INKS AND OTHER COMPOSITIONS CONTAINING SURFACE-MODIFIED NANOTEHICLES | |
| DE69824536T2 (en) | Inkjet printing apparatus | |
| US10259945B2 (en) | Pigment particle composition, its method of manufacture and its use | |
| DE69825477T2 (en) | Manufacturing method to an ink jet recording material | |
| DE102016201017B4 (en) | White ink composition for ink-based digital printing and process for digital offset printing | |
| CN1276030C (en) | Water-based colorant preparations | |
| DE602004011218T2 (en) | Ink jet ink set and recording method hereby | |
| DE102007025435A1 (en) | Adhesive and sealant systems | |
| EP2160497B1 (en) | Production of brushing-on color dispersions | |
| EP2067826B1 (en) | Procédé pour la modification structurale de silices | |
| DE19704365C2 (en) | Coating paint, process for its preparation and its use | |
| RU2772606C1 (en) | Method for producing and applying an adhesive composition | |
| CN1510214A (en) | Method for producing coated paper or paper board | |
| KR20070097059A (en) | Liquid ejecting head, image forming apparatus, device for ejecting a liquid drop, and recording method | |
| DE60106258T2 (en) | AQUEOUS NANOPARTICULAR CERAMIC DISPERSION FOR INKJET RECYCLING MATERIAL | |
| CN104220262A (en) | Recording medium for inkjet printing | |
| DE2826109A1 (en) | TWO-COMPONENT DIMENSIONS | |
| DE19744625A1 (en) | Ink=jet recording sheet with good dye fixability, light and water resistance | |
| JP3631220B2 (en) | Ink set and method for forming colored portion | |
| DE69909344T2 (en) | Alumina hydrate powder for making a dye-receiving layer used in an ink jet recording process | |
| EP3999343A1 (en) | Method and device for transferring a transfer layer of a transfer film onto a substrate | |
| JP3799291B2 (en) | Liquid composition, ink set, and method for forming colored portion on recording medium | |
| DE602004004067T2 (en) | Heat-sensitive recording material and method for its production. | |
| JP5261918B2 (en) | Liquid ejection head, image forming apparatus, apparatus for ejecting liquid droplets, and recording method | |
| DE19644014C2 (en) | Paper with recording layer and process for its manufacture |