Клеевая композиция для горячего склеивания и способ горячего склеивания с ее использованием

 

Изобретение имеет отношение к клеевому составу для горячего склеивания субстратов и способу горячего склеивания субстратов, в частности композитных субстратов с полимерной матрицей или металлических субстратов, например, из алюминиевых сплавов, без ограничения их характеристик. Состав содержит по меньшей мере один полимерный материал - полиэфиримид, по меньшей мере один пластификатор и смачиватель, представляющие собой ароматическое соединение, содержащее по меньшей мере одну функциональную группу, выбранное из группы, включающей пропиофенон, бензофенон, дифенилсульфон, дитолилсульфон, фенилбензоат, бензилбензоат и бензофенол и при необходимости по меньшей мере один растворитель. Способ осуществляют путем нанесения по меньшей мере на одну поверхность по меньшей мере одного из субстратов, подлежащих склеиванию, слоя клеевого состава, при необходимости нанесения по меньшей мере на один слой клеевого состава слоя клея, склеивания субстратов между собой, нагревания при необходимости под давлением до температуры меньше температуры разложения субстратов и меньше точки плавления полимерного материала, содержащегося в клеевой композиции, при необходимости охлаждения сборки. Композиция может быть применена при создании конструкций типа "сэндвич" авиационного качества, в частности для роторов вертолетов. Технический результат - склеивание субстратов при более низких температурах при склеивании полимерных усиленных материалов, а также склеивание субстратов различных по природе. 2 с. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к клеевой композиции для горячего склеивания субстратов, а также способа горячего склеивания с ее использованием.

Клеевая композиция согласно изобретению позволяет склеивать субстраты, в частности композитные субстраты с полимерной матрицей или металлические субстраты, например, из алюминиевых сплавов, без ограничения их характеристик. Клеевую композицию согласно изобретению можно использовать для изготовления слоистых материалов и конструкций типа "сэндвич" авиационного типа с губчатой или сотовой сердцевиной и с покрытием из усиленного полимерного материала, пригодных для лопастей ротора или для механических деталей втулки несущего винта, в частности вертолетов, и пригодных также для оборудования внутренностей летательных аппаратов, общественного транспорта и т. д. Такие конструкции обладают преимуществами в отношении стоимости, массы, физических и механических характеристик.

Кроме того, клеевая композиция согласно изобретению позволяет склеивать субстраты при более низких температурах по сравнению с обычно используемыми температурами при склеивании полимерных усиленных материалов, что приводит к снижению стоимости производства. Композиция согласно изобретению также позволяет склеивать субстраты, различные по природе, часто несовместимые.

Уровень техники В настоящее время в авиации широко используют конструкции типа "сэндвич", обладающие хорошим соотношением между рабочими характеристиками и выигрышем в массе. Их развитие, однако, ограничено их рабочими характеристиками по температуре, которые трудно улучшить, не увеличивая массу конструкций.

Действительно, как известно из техники, конструкции типа "сэндвич" образованы покрытиями из композитных материалов с термоотверждаемой эпоксидной матрицей, в некоторых случаях самоотверждаемой, и сердцевиной сотового типа из листов из ароматических полиамидов, таких как полиарамид, продаваемый под маркой NOMEX, или металлических листов, скрепленных при помощи фенольных или полиимидных смол. Было бы в высшей степени интересно заменить эпоксидные матрицы в некоторых случаях другими самоотверждаемыми эпоксидными матрицами, бисмалеимидами (BMI) или термопластиками, такими как смолы полиэфирэфирацетон (PEEK) или полиэфиримид (PEI). Действительно, это позволило бы увеличить сроки службы при более высоких рабочих температурах и повысить некоторые рабочие характеристики, в частности допустимый предел повреждаемости и сопротивление огню. В любом случае такая модификация для получения хорошей адгезии с сотовой сердцевиной требует: - нанесения достаточного слоя клея, - клеевой композиции, соответствующей покрытию, - использования другого сотового наполнителя, предельные температуры которого были бы совместимы с предельными температурами склейки, что привело бы к значительному удорожанию и/или увеличению массы.

Кроме того, также интересна возможность создания материалов, образованных сборкой субстратов с термоотверждаемой или термопластичной матрицей.

В настоящее время композиты с термопластичной матрицей могут быть образованы: - классической склейкой с термоотверждаемой клеевой композицией, - или местным плавлением матрицы, что позволяет сварить оба субстрата.

Однако эти два способа имеют два типа ограничений. С одной стороны, это касается механической прочности, непосредственно обусловленной совместимостью матриц субстратов и пленок клея и обработкой поверхности. Например, реализация по такой схеме конструкции типа "сэндвич" с арамидно-фенольной сотовой сердцевиной и с покрытием на основе матрицы из бисмалеимида (BMI) невозможна из-за химической несовместимости BMI с материалами сердцевины. С другой стороны, температура, которая должна быть достигнута для обеспечения созатвердевания поверхностей контакта, трудно управляема и может вызвать деформации в соседних зонах. Так, трудно реализовать конструкции типа "сэндвич" с покрытием из полиэфирэфирацетона (PEEK) с арамидно-фенольной сотовой сердцевиной в связи с тем, что температура плавления PEEK равна 400^oС - температуре, которой соты не могут сопротивляться.

С целью устранения этих недостатков применяют способ, называемый также "Термабонд". Этот способ является одновременно и склейкой, потому что наносят слой смолы, и созатвердеванием, потому что этот слой наносят при его температуре плавления. Например, если хотят соединить субстрат с матрицей PEEK с субстратом с матрицей PEI, то между ними наносят слой PEI и сборку нагревают до температуры порядка 300^oС, обеспечивая плавление PEI. Эта температура не является подходящей для всех субстратов, которые хотели бы использовать. В частности, она не подходит для изготовления конструкций типа "сэндвич" с арамидно-фенольной сотовой сердцевиной.

Сущность изобретения Существует, следовательно, настоятельная необходимость в клеевой композиции, пригодной для изготовления слоистых материалов, которая не ограничивала бы эксплуатационные рабочие характеристики получаемых в результате слоистых материалов и которую можно использовать при температурах, не являющихся экономически неприемлемыми и достаточно низкими для того, чтобы не разрушать субстраты, подлежащие склеиванию.

Изобретение предлагает клеевую композицию для горячего склеивания субстратов, включающую: - по меньшей мере один полимерный материал;
- по меньшей мере один реагент, обладающий пластифицирующими и смачивающими свойствами;
- при необходимости по меньшей мере один растворитель, отличающийся тем, что температура его применения ниже температуры разложения субстратов и ниже температуры плавления полимерного материала.

Преимущественно температура применения клеевой композиции согласно изобретению ниже температуры деформации субстратов и ниже температуры плавления полимерного материала.

Таким образом, использование композиции по изобретению позволяет получить соединения субстратов, которые не потеряли механических характеристик при их сборке и для которых клеевая композиция не является ограничивающим фактором для возможных применений.

Используемая температура зависит от природы подлежащих склеиванию субстратов и полимерного материала клеевой композиции. Как правило, эта температура составляет от 50^oС до 250^oС, предпочтительно от 70^oС до 240^oС, более предпочтительно от 100^oС до 200^oС.

Полимерный материал клеевой композиции содержит по меньшей мере один полимер или сополимер, состоящий из одинаковых или разных повторяющихся структур общей формулы
-Аr-Х-
где
- Аr означает моно- или полициклический ароматический, незамещенный или замещенный радикал,
- Х означает атом азота, кислорода или серы или функциональную группу ОСО, O-СО-O, СО, NHCO, H(CC₂), SO₂, O-SO₂, N(SO₂), C=NH или насыщенную или ненасыщенную алкильную группу, содержащую атом азота, кислорода или серы или функциональную группу ОСО, O-СО-О, СО, NHCO, N(CO₂), SO₂, O-SO₂, N(SO₂), C= NH.

Такой полимер выбирают в зависимости от природы субстратов, подлежащих сборке. Предпочтительно, чтобы такой полимер имел химическую структуру, близкую к структуре субстрата, если субстрат является полимером.

В качестве примера полимера, используемого в композиции, согласно изобретению можно назвать полиэфиримиды (РЕI), полиэфирсульфоны, полиимиды, полисульфоны, сернистые соединения полифенилена, оксиды полиарилена, ароматические полиамиды, полиамидимиды, ароматические полиэфиры, ароматические поликарбонаты, полиэфирэфирацетоны (PEEK).

Преимущественно полимерный материал представляет собой полиэфиримид (PEI).

Реагент, обладающий пластифицирующими и смачивающими свойствами, представляет собой ароматическое соединение, содержащее по меньшей мере одну функциональную группу, выбранное из кетонов, таких как пропиофенон, бензофенон, сульфонов, таких как дифенилсульфон, дитолилсульфон, эфиров, таких как бензоат фенила или бензоат бензила и спиртов, таких как бензофенол.

Под реагентом, обладающим пластифицирующими и смачивающими свойствами, понимают все материалы, способные понизить температуру плавления полимера, температуру его некристаллического перехода и его вязкость и облегчить смачиваемость вследствие обратимого преобразования полимера. Реагент, обладающий пластифицирующими и смачивающими свойствами, должен обладать точкой (температурой) кипения или плавления, сравнимой с таковой полимерного материала клеевой композиции.

Реагент, обладающий пластифицирующими свойствами, при температуре применения клеевой композиции может быть как летучим, так и не быть летучим, в последнем случае его следует выбирать таким образом, чтобы он не оказал неблагоприятного воздействия на характеристики сформированного соединения, в котором он находится.

Вероятный растворитель выбирают среди хлорных растворителей, таких как дихлорметан, и аминовых растворителей, таких как метилпирролидон.

В настоящем изобретении термины растворитель и разбавитель использованы без разграничения. Действительно, вышеупомянутый растворитель используется для создания раствора полимерного материала клеевой композиции. Иногда может возникнуть необходимость уменьшить вязкость этой композиции, в частности, для облегчения ее нанесения по меньшей мере на один из субстратов, подлежащих склеиванию, например, посредством распыления из пистолета. В этом случае используют разбавитель, который преимущественно является излишком растворителя композиции.

Согласно предпочтительному варианту изобретения композиция включает:
- от 1 до 90%, предпочтительно от 1 до 40%, более предпочтительно от 5 до 20% по весу полимерного материала,
- от 1 до 40%, предпочтительно от 1 до 10%, более предпочтительно от 2 до 4% по весу реагента, обладающим пластифицирующими и смачивающими свойствами,
- от 0 до 98%, предпочтительно от 10 до 85%, более предпочтительно от 30 до 80% по весу растворителя,
причем процентное содержание вычисляется по отношению к общему весу композиции.

В зависимости от количества используемого растворителя композиция по изобретению имеет различную вязкость, начиная от жидкой формы и заканчивая твердой. Композиция может быть изготовлена в виде раствора, дисперсии, суспензии, пленки или пасты.

Согласно наиболее предпочтительному варианту изобретения клеевая композиция включает:
- от 10 до 20% по весу полиэфиримида,
- от 2 до 5 % по весу пластифицирующего реагента,
- от 86 до 77% по весу растворителя.

Было показано, что композиция согласно изобретению может быть использована с помощью простого и нетрудоемкого при промышленном использовании способа.

Изобретение также раскрывает способ горячего склеивания субстратов, заключающийся в следующем:
- наносят по меньшей мере на одну поверхность по меньшей мере одного из субстратов, подлежащих склеиванию, слой клеевой композиции,
- при необходимости по меньшей мере на один слой клеевой композиции наносят еще один слой клея,
- вводят в контакт поверхности субстратов, подлежащих склеиванию,
- сборку нагревают при необходимости под давлением до температуры ниже температуры разложения субстратов и ниже температуры плавления полимерного материала клеевой композиции,
- при необходимости сборку охлаждают.

Преимущественно сборку нагревают ниже температуры деформации субстратов и ниже температуры плавления полимерного материала клеевой композиции.

Эта температура, конечно, зависит от типа субстратов, подлежащих склеиванию, и полимерного материала клеевой композиции. Обычно она составляет от 50^oС до 250^oС, предпочтительно от 70^oС до 240^oС, более предпочтительно от 100^oС до 200^oС.

Стадия нагревания может быть полностью или частично проведена под давлением. Альтернативно сборку подвергают давлению до или после стадии нагревания. При этом давление составляет от 0,07 до 0,30 МПа, предпочтительно от 0,10 до 0,30 МПа, более предпочтительно от 0,15 до 0,20 МПа.

Согласно особому приему реализации способа по изобретению по меньшей мере на один слой клеевой композиции наносят еще один слой клея. Второй клей может быть традиционно используемым клеем, клеем типа эпоксидного. Клеевая композиция, таким образом, позволяет улучшить распределение клея по всей поверхности субстрата, подлежащего склеиванию.

Способ по изобретению может включать этап сушки по меньшей мере частичной клеевой композиции непосредственно после его нанесения. Так, по меньшей мере частично слой клеевой композиции можно высушить при температуре от 60 до 120^oС.

Клеевая композиция и способ склеивания, позволяющий его применение, полностью пригодны для склеивания металлических субстратов, таких как субстраты из алюминиевых сплавов, полимерных термоотверждаемых или термопластичных субстратов, при необходимости усиленных минеральными или органическими наполнителями или волокнами, и конструкций компактного, губчатого или ячеистого типа или слоистых, состоящих из одного или нескольких слоев металлических, полимерных термоотверждаемых или термопластичных материалов, при необходимости усиленных минеральными или органическими наполнителями или волокнами, конструкций компактного типа, покрытий сплошных, ячеистых или сотовых.

В качестве примера металлических субстратов можно назвать алюминий и его сплавы, нержавеющую сталь, соты на металлической основе, субстраты, обработанные против коррозии.

Преимущественно полимерные субстраты это полимеры или сополимеры, при необходимости усиленные, состоящие из одинаковых или разных повторяющихся структур общей формулы
-Аr-Х-
где
- Аr означает моно- или полициклический ароматический, незамещенный или замещенный радикал,
- Х означает атом азота, кислорода или серы или функциональную группу ОСО, O-СО-О, СО, NHCO, N(CO₂), SO₂, O-SO₂, N(SO₂); C=NH или насыщенную или ненасыщенную алкильную группу, содержащую атом азота, кислорода или серы или функциональную группу ОСО, O-СО-О, СО, NHCO, N(СО₂), SO₂, O-SO₂, N(SO₂), C= NH.

В качестве примера полимерных материалов можно назвать термоотверждаемые смолы, при необходимости усиленные, на основе модифицированных или немодифицированных эпоксидных смол, бисмалеимидов, цианат-эфиров, термопластичные смолы, при необходимости усиленные, на основе полисульфона, сернистых соединений полифенилена, полиэфирэфирацетона, полиэфирсульфона, оксидов полиарилена, сернистые соединения полиарилена, ароматические полиамиды, ароматических полиэфиров, ароматических поликарбонатов, полиэфиримидов и композиты типа фенольных или полиамидных смол, усиленных арамидами или стеклом или углеродом, ткани, образованные стекло- или углеволокнами, в частности пропитанные термопластичными смолами, или образованные волокнами Шаппе (Schappe).

Естественно, способ по изобретению может включать этап чистки и сушки поверхности субстратов до нанесения клеевой композиции.

Способ нанесения клеевой композиции, естественно, зависит от формы и вязкости композиции. Клеевую композицию можно наносить распылением, погружением, нанесением кистью, если композиция жидкая, или наложением композиции, если она в виде пленки или пасты. Способ согласно изобретению полностью пригоден для создания конструкций типа "сэндвич" с сотовой сердцевиной из арамидных листов или металлических листов и с фенольным или полиамидным связующим веществом и с покрытием с матрицей из полиэфирэфирацетона, покрытым полиэфиримидом, отличающийся тем, что:
- слой клеевой композиции, в которой полимерный материал представляет собой полиэфиримид, наносят на подлежащие склеиванию поверхности сот и на поверхность полиэфиримида, покрывающую покрытие из полиэфирэфирацетона,
- вводят в контакт поверхности, покрытые клеевой композицией,
- нагревают сборку до температуры от 70 до 240^oС,
- охлаждают сборку до температуры окружающей среды.

Перечень фигур
Изобретение проиллюстрировано фиг.1-5, на которых:
- фиг. 1 - показано поперечное сечение конструкции типа "сэндвич" с сотовой сердцевиной, выполненной с применением способа согласно изобретению,
- фиг.2 - показано поперечное сечение другой конструкции типа "сэндвич" с сотовой сердцевиной, выполненной согласно другому варианту способа по изобретению,
- фиг. 3 - показано поперечное сечение конструкции типа "сэндвич" с губчатой сердцевиной из полиэфиримида, выполненной с применением способа по изобретению,
- фиг. 4 - показано поперечное сечение монолитной конструкции, выполненной согласно способу по изобретению,
- фиг.5 - показан график зависимости температуры применения от вязкости для четырех клеевых композиций и чистого полиэфиримина.

На фиг.1 показано поперечное сечение конструкции 1 типа "сэндвич" с сотовой сердцевиной 2 из листов из NOMEX и с фенольным связующим. На каждую поверхность сот 2 нанесен слой клеевой композиции согласно изобретению. С каждым из этих слоев клеевой композиции вводят в контакт другой слой 3b этой композиции, покрывающий слой полиэфиримида 4, в свою очередь зафиксированный на слое 5 матрицы из полиэфирэфирацетона, усиленной углеволокнами, образуя корку или покрытие.

Можно также предусмотреть использование вместо слоя 5 из полиэфирэфирацетона ткань из волокон, пропитанных полиэфирэфирацетоновой смолой, или ткань из волокон Шаппе; в этом случае необходимо проложить между слоем 5 и слоем 4 из полиэфиримида вуаль из стекла (очень тонкую стеклоткань) таким образом, чтобы слой 4 из полиэфиримида имел относительно постоянную толщину. Такой тип субстрата, образующего слой 5, имеет преимущество быть легко драпируемым, деформируемым и, следовательно, адаптируемым к формам переменным и/или сложным.

На фиг. 2 показана другая конструкция 11 типа "сэндвич" с сотовой сердцевиной 12 из листов из NOMEX и с фенольным связующим. На каждой поверхности этих сот нанесен слой 16 клеевой композиции согласно изобретению. На каждый из этих слоев 16 клеевой композиции наложен второй клеевой слой 13. С каждым из этих слоев клея входит в контакт слой 17 клеевой композиции, нанесенной на покрытие 15 с бисмалеидной матрицей. Второй клеевой слой 13 не обязателен, как и слой 17 клеевой композиции, который может быть предусмотрен даже в отсутствие второго клеевого слоя 13.

Клеевая композиция, используемая для реализации конструкций, показанных на фиг. 1 и 2, также как и конструкций фиг.3 и 4, описанных ниже, содержит полиэфиримид в качестве полимерного материала.

На фиг. 3 показана конструкция 21 типа "сэндвич" с губчатой сердцевиной 22 из полиэфиримида и с покрытием 24 с матрицей также из полиэфиримида. На каждое покрытие 24 с матрицей из полиэфиримида нанесен слой 23 клеевой композиции согласно изобретению для скрепления с сердцевиной 22.

Клеевая композиция согласно изобретению позволяет в этом случае склеивать покрытия с матрицей из полиэфиримида, не раздавливая губчатую структуру.

Температура применения клеевой композиции согласно изобретению ниже температуры применения чистого полиэфиримида. Если бы был нанесен чистый полиэфиримид, губчатая структура была бы повреждена раздавливанием, так как она не выдержала бы температуры применения чистого полиэфиримида, которая составляет примерно 300^oС.

Клеевая композиция согласно изобретению увеличивает область применения конструкций типа "сэндвич" благодаря использованию покрытий или наружных слоев с очень высокими рабочими характеристиками (температурная устойчивость, прочность), не влияя на начальную массу (вес).

На фиг. 4 показана монолитная конструкция, содержащая субстрат 32 и субстрат 33, частично наложенные один на другой (соединенные внахлест). Между частями, наложенными внахлест, расположен слой 34 клеевой композиции согласно изобретению.

В таком типе конструкции субстрат 32 и субстрат 33 могут быть одинаковой или различной природы. Такие субстраты могут быть, например:
- из композита с матрицей из полиэфирэфирацетона, покрытой на поверхности пленкой из полиэфиримида,
- из композита с матрицей из полиэфиримида,
- из композита с термозатвердевающией матрицей типа эпоксидной или из бисмалеимида, или
- из алюминиевого сплава.

Для окончательной сборки конструкций, представленных на фиг.1 - 4, описанных выше, в течение нескольких минут прикладывают давление примерно от 0,1 до 0,3 МПа и одновременно конструкцию нагревают, причем цикл подъема температуры имеет примерно такую же продолжительность, что и выдержка под давлением. Давление может создаваться с помощью пресса или с помощью автоклава.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Настоящее изобретение проиллюстрировано при помощи следующих примеров, не являющихся ограничивающими.

Пример 1
Клеевую композицию согласно изобретению готовили путем смешивания при температуре окружающей среды:
- полиэфиримид,
- бензофенон,
- дихлорметан,
в пропорциях, указанных ниже в таблице. Эти пропорции даны в процентах от общего веса композиции.

Для каждой композиции с помощью аппарата типа вискоэластозиметра (измерителя вязкоупругости) измеряли вязкость реагирующих составляющих после испарения растворителя в зависимости от температуры и строили графики (фиг. 5). Для сравнения приведена кривая зависимости температуры от вязкости для чистого полиэфиримида.

Температура применения композиции согласно изобретению всегда ниже температуры применения чистого полиэфиримида.

Пример 2
Приготовление конструкции типа "сэндвич" с арамидно-фенольной сотовой структурой.

a) Приготовление клеевой композиции:
В 200 г дихлорметана растворили 251 г полиэфиримида
1000 ("General Electric") и 5,50,25 г бензофенона.

b) Обработка сот:
Соты из листов из арамидов NOMEX и с фенольным связующим сушили в сушильной камере в течение 1 часа 30 мин при 180^oС.

При помощи пистолета с насадкой 2,5 мм сверху наносили клеевую композицию, приготовленную выше по а).

Количество клеевой композиции равно 14015 г/м² (сухое количество, т.е. после полного испарения дихлорметана).

c) Обработка покрытия
Покрытия, подлежащие приклеиванию на сердцевину, это покрытия с матрицей из полиэфирэфирацетона, усиленного углеродом, покрытые пленкой из полиэфиримида.

Предварительный этап наложения пленки из полиэфиримида.

Пленку из полиэфиримида накладывали на покрытие посредством уплотнения. Для этого комплект покрытие/слой полиэфиримида помещали между двумя пленками из вещества, обеспечивающего выемку из формы (демулянта), типа KARTON, предварительно пропущенного через демулянт Freekote 44 NC и подвергнутого сушке в течение 15 мин при 150^oС.

Затем осуществляли уплотнение в автоклаве или под прессом.

Если уплотнение выполняли в автоклаве, то комплект покрытие/слой полиэфиримида, заключенный между двумя пленками из демулянта и помещенный между двумя листами, помещали в вакуумный мешок, которой помещали в автоклав. Режим автоклавирования - температура 390^oС5^oС разряжение 0,08 МПа и давление 0,2 МПа.

Если уплотнение выполняли под прессом, то комплект покрытие/слой полиэфиримида, заключенный между двумя пленками из демулянта, располагали между двумя плитами пресса и выдерживали в течение 35 5 мин при температуре 390^oС5^oС и давлении 0,2 МПа.

Подготовка пленки из полиэфиримида, закрепленной таким способом на покрытии
Пленку из полиэфиримида обезжиривали полипропиленовым спиртом или бензином G.

При помощи пистолета с насадкой 2,5 мм наносили на обезжиренную пленку клеевую композицию, приготовленную выше по а).

Количество клеевой композиции составляло 355 г/м² (сухое количество, т. е. после полного испарения дихлорметана).

d) наклеивание покрытий:
Покрытия накладывали на сотовую сердцевину таким образом, чтобы стороны, покрытые клеевой композицией, входили бы в контакт между собой.

Сборку выдерживали при температуре 225^oС5^oС под давлением 0,2 МПа в течение 20 мин.

В результате была получена конструкция типа "сэндвич" в том виде, как показано на фиг.1.

Моменты отдирания для таких конструкций были измерены на испытательной машине типа INSTROM. Моменты отдирания были выше 50 мм Н/мм.

Пример 3
Конструкцию готовили аналогично примеру 1, за исключением того, что этап склейки d) проводили в автоклаве при температуре 225^oС, при разряжении 0,08 МПа под давлением 0,2 МПа примерно в течение 30 мин.

Пример 4
Клеевую композицию согласно изобретению готовили путем смешивания при температуре окружающей среды:
- 25 г полиэфиримида,
- 10 г бензофенона в качестве пластификатора и смачивателя,
- 200 г дихлорметана в качестве растворителя.

Композицию наносили с помощью пистолета на соты NOMEX из расчета 140 г/м².

Анализ микрографических разрезов ячеек сот показал мениск клеевой композиции, а также положительный угол контакта между сотами и клеевой композицией, что подтверждает хорошую смачиваемость клеевой композиции.

Поверхностное натяжение сот NOMEX и клеевой композиции измеряли на весах Cahn. Были получены следующие значения:
V(соты)=37,610^-3 Н/м и
V(первично)=31,0910^-3 Н/м.

Метод состоит в измерении силы F, которую нужно приложить вертикально к полоске стекла или к материалу, чтобы уравновесить силы поверхностного натяжения.

При введении полоски стекла в контакт с поверхностью жидкости последняя стремиться смочить полоску. Весы Cahn измеряют силу, с которой нужно вынуть образец из испытуемой жидкости.

Для того, чтобы жидкость хорошо смачивала твердое тело, необходимо, чтобы поверхностное натяжение первой было бы ниже поверхностного натяжения последнего. Тогда жидкость может растекаться по стенкам и образовывать малый угол перехода.

Было показано, что смачиваемость клеевой композиции для композитов с высокотемпературной эпоксидной матрицей, также как и для полиамидных смол, одинаково удовлетворительна.

Формула изобретения

1. Клеевая композиция для горячего склеивания субстратов, включающая по меньшей мере один полимерный материал, такой, как полиэфиримид, по меньшей мере один пластификатор и смачиватель и, при необходимости, по меньшей мере один растворитель, отличающаяся тем, что пластификатор и смачиватель представляют собой ароматическое соединение, содержащее, по меньшей мере, одну функциональную группу, выбранное из группы, включающей пропиофенон, бензофенон, дифенилсульфон, дитолилсульфон, фенилбензоат, бензилбензоат и бензофенол.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что растворитель выбирают из хлорированных растворителей, таких, как дихлорметан, и аминированных растворителей, таких, как N-метилпирролидон.

3. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержит 1-90 вес. %, предпочтительно 1-40 вес. %, более предпочтительно 5-20 вес. %, полимерного материала, представляющего собой полиэфиримид, 1-40 вес. %, предпочтительно 1-10 вес. %, более предпочтительно 2-4 вес. %, пластификатора и смачивателя, 0-98 вес. %, предпочтительно 10-85 вес. %, более предпочтительно 30-80 вес. %, растворителя.

4. Композиция по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что ее применяют в виде раствора, дисперсии, суспензии, пленки или пасты.

5. Композиция по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что ее применяют в виде пленки.

6. Способ горячего склеивания субстратов, включающий стадии нанесения слоя клеевой композиции по любому из пп. 1-5 на по меньшей мере одну поверхность по меньшей мере одного из склеиваемых субстратов, при необходимости, нанесения на по меньшей мере один слой клеевой композиции еще одного другого слоя клея, соприкосновения склеиваемых поверхностей субстратов между собой, нагревания конструкции, при необходимости, под давлением до температуры меньше температуры разложения субстратов и меньше точки плавления полимерного материала, содержащегося в клеевой композиции, при необходимости охлаждения сборки.

7. Способ горячего склеивания субстратов по п. 6, отличающийся тем, что сборку нагревают до температуры меньше температуры деформации субстратов и точки плавления полимерного материала, содержащегося в клеевой композиции.

8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что сборку нагревают до температуры 50 - 250^oС, предпочтительно 70 - 240^oС, более предпочтительно 100 - 200^oС, при давлении 0,07 - 0,3 МПа, предпочтительно 0,10 - 0,3 МПа, более предпочтительно 0,15 - 0,2 МПа.

9. Способ по любому из пп. 6-8, отличающийся тем, что после нанесения слоя клеевой композиции нанесенный слой высушивают, по меньшей мере частично, при температуре 60-120^oС.

10. Способ по любому из пп. 6-9, отличающийся тем, что субстрат выбирают из металлических субстратов, таких, как субстрат из алюминиевого сплава, из термопластических или термоотверждаемых полимерных субстратов, при необходимости усиленных наполнителями или минеральными или органическими волокнами, с плотноупакованной губчатой или ячеистой структурой, или из слоистых материалов с одним или несколькими слоями металлических, термопластических или термоотверждаемых полимерных материалов, при необходимости усиленных наполнителями или минеральными или органическими волокнами, с плотноупакованной структурой с монолитным, ячеистым или сотовым покрытием.

11. Способ по любому из пп. 6-10, отличающийся тем, что субстрат из полимерного материала выбирают из термоотверждаемых, при необходимости усиленных, смол на основе модифицированных или немодифицированных эпоксидных смол, имидов дималеиновой кислоты, эфиров циановой кислоты, термопластических смол, при необходимости усиленных, на основе полисульфона, сернистых соединений полифенилена, полиэфирного-эфирного кетона, полиэфирного сульфона, окиси полиариленов, сульфидов полиариленов, ароматических полиамидов, ароматического сложного полиэфира, ароматического поликарбоната, имида простого полиэфира и композитных материалов типа фенольной или полиамидной смолы, усиленной арамидом, или стеклом, или углеродом.

12. Способ по любому из пп. 6-11, отличающийся тем, что до нанесения слоя клеевой композиции поверхности субстратов очищают и высушивают.

13. Способ по любому из пп. 6-12, отличающийся тем, что клеевую композицию наносят кистью, распылением при необходимости после добавления растворителя, погружением, или в виде пленки или пасты.

14. Способ по любому из пп. 6-13, для создания конструкций типа сэндвич с сотовой сердцевиной типа арамидных пленок матрицей из полиэфирного-эфирного кетона с покрытием из полиэфирного имида, отличающийся тем, что на склеиваемые сотовые поверхности и на поверхность из полиэфирного имида, нанесенную на покрытие из полиэфирного-эфирного кетона, наносят слой клеевой композиции по любому из пп. 1-5, поверхности с покрытием из клеевой композиции приводят в соприкосновение между собой, конструкцию нагревают до температуры 70-240^oС и полученную сборку охлаждают до температуры окружающей среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6