+7 (343)  338-74-74

+7 (343) 338-72-62

Отверждение акриловых анаэробных адгезивов в присутствии активаторов.

Отверждение акриловых анаэробных адгезивов

в присутствии активаторов.

Д.А.Аронович, А.Ф.Мурох,  З.С.Хамидулова, А.П.Синеоков

   

     Анаэробные акриловые адгезивы находят широкое применение в различных отраслях машиностроения для фиксации, герметизации и склеивания различных механических соединений, для уплотнения литейных деталей, сварных швов и др. Широкому распространению анаэробных адгезивов (АА) способствуют их преимущества по сравнению с другими клеящими материалами: однокомпонентность, способность к длительному хранению, быстрое отверждение в зазорах между металлическими поверхностями, высокие физико-механические и эксплуатационные свойства в отвержденном состоянии. Отверждение АА, основой которых являются полифункциональные (мет)акрилаты, происходит при комнатной температуре и инициируется различными инициирующими системами (ИС). Механизм инициирования отверждения АА является предметом изучения многих исследователей, работы которых отражены в обзорах [1-3]. Установление механизма  позволяет выяснить роль каждого компонента системы и определить их оптимальные соотношения, а также  открывает возможности создания АА с новыми функциональными свойствами. Знание механизма отверждения  полезно и инженерам-технологам, применяющим АА непосредственно в производственном процессе, т. к. позволяет грамотно проводить процессы склеивания и герметизации. 

 

     Следует отметить, что применение активаторов при отверждении АА имеет ряд недостатков: усложняет технологию из-за введения дополнительной стадии активирования, является не безопасной с точки зрения пожароопасности и отрицательного влияния  на окружающую среду. В то же время использование активаторов особенно эффективно для ускорения отверждения при пониженных температурах, на неактивных поверхностях и  в больших зазорах.

В НИИ полимеров разработаны и выпускаются активаторы марок КВ, КС (ТУ 2257-446-00208947-2005) и К-101М (ТУ 2257-393-00208947-2003), которые находят применение при отверждении анаэробных герметиков первого поколения Унигерм (УГ) и Анатерм (АН): УГ-1, УГ-2С, УГ-3, ДН-1, АН-4, АН-10, АН-6, АН-8, АН-17 и др, так и для ускоренных анаэробных композиций УГ-6, УГ-7, УГ-8, УГ-9, УГ-10, УГ-11, АН-1У, АН-6К, АН-8К, АН-111, АН-112, АН-114, АН-117, АН-501, Ан-506  и др., свойства которых при отверждении при использовании без активаторов описаны в [18]. Применение активаторов возможно как непосредственно сразу перед склейкой, так и предварительно за несколько суток до склеивания с условием хранения проактивированных деталей в сухих полиэтиленовых мешках. Как видно из таблицы 8, при этом сохраняется достаточная активность в течение 1-30 суток.

 

Таблица 8

Сохранение активности активатора КВ при нанесении на резьбовые пары.
Марка герметика

Момент отвинчивания, Н.м.. после хранения активированных пар в течение сут.

1 10 15 20 30
Унигерм-1
 
28 26,5 27 24 20
ДН-1
 
20 19 21 18 17

     Результаты испытаний некоторых высокопрочных марок АА, отличающихся различной вязкостью, природой мономеров, загустителей, системами анаэробного инициирования, с использованием двух типов активаторов разной природы и при различных температурах приведены рис. 4 и 5 и в таблицах 9 и 10.

Рис4

Рис.4. Скорость набора прочности анаэробных адгезивов в резьбовом соединении М10х1,5 из конструкционной стали с использованием активаторов КВ (а) и К-101М (б) при температуре +20оС для АА: Унигерм-6 (1) ДН-1 (2) Анатерм-112 (3) (примечание: по оси ординат приведен % от максимальной прочности, достигаемой в отсутствии активатора при температуре +20оС)

 

Рис.5 

Рис.5. Скорость набора прочности анаэробных адгезивов в резьбовом соединении М10х1,5 из конструкционной стали с использованием активаторов КВ (а) и К-101М (б) при температуре +5оС для АА: Унигерм-6 (1) ДН-1 (2) Анатерм-112 (3) (по оси ординат приведен % от максимальной прочности, достигаемой в отсутствии активатора при температуре +20оС)

Таблица 9

Прочность анаэробных адгезивов с использованием активаторов КВ и К-101М при температуре +20оС
Марка  клея
 
Активатор
 

Время достиж.

ручной  прочности, мин

Момент отвинчивания, Н.м, через 15 мин.

Момент отвинчивания, Н.м, через 30 мин. Момент отвинчивания, Н.м, через 1 час Момент отвинчивания, Н.м, через 5 часов
УГ-6 КВ/К-101М
 
6/5
 
15/5
 
26/20
 
31/30
 
50/43
 
ДН-1 КВ/К-101М
 
4/23
 
28/0
 
30/18
 
31/29
 
34/35
 
АН-112 КВ/К-101М
 
9/0,2
 
5/10
 
23/12
 
37/23
 
46/29
 

Таблица 10

Прочность анаэробных адгезивов с использованием активаторов КВ и К-101М при температуре +5оС
Марка  клея

Активатор 

 

Время достиж.

ручной  прочности, мин

Момент отвинчивания, Н.м, через 30 мин

Момент отвинчивания, Н.м, через 1 час

Момент отвинчивания, Н.м, через 3 часа

Момент отвинчивания, Н.м, через 5 часов

УГ-6

КВ/К-101М 15/5 12/5 25/6 26/19 29/24
ДН-1 КВ/К-101М 4/25 20/2 28/5 29/21 30/24
АН-112 КВ/К-101М 15/1 3/12 17/19 30/24 32/26

     Из таблиц 9 и 10  и рисунков 4 и 5  видно, что активаторы позволяют увеличить скорость набора прочности, но при этом прочность, как правило, ниже прочности, достигаемой за 24 часа без применения активатора. Это связано со структурой получающегося полимера. При пониженных температурах активаторы также позволяют эффективно ускорить отверждение АА.