Состав для обработки фторуглеродных полимеров

О П И С А Н И Е щ 962288ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(3 ) ПВ 9175-74 (33) ЧССР С 09 К 13/00С 09 д 5/02 Государственный комитет СССР во делам изобретений и открытий(71) Заявитель Ческословенска Академие вед (ЧССР)(54) СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ФТОРУГЛЕРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВИзобретение касается смеси, кото- рая содержит металлоорганическое и стабилизированное по отношению к воздействию атмосферы соединение щелочного металла, и может быть исполь 5 эовано для активирования поверхности политетрафторэтилена (тефлона) и других Фторуглеродных полимерных материалов.10 Политетрафторэтилен (тефлон) и другие фторопласты отличаются ценными Физико-химическими свойствами, особенно устойчивостью против действия химических реагентов, относи 15 тельно высокой температурой экстремальных электроиэоляционных свойств, а также низким коэффициентом трения. ,Благодаря этим преимуществам они на-ходятвсе более широкое применение, хотя эти материалы относительно дороги и труднее перерабатываются, чем другие пластические массы. Особенно затруднительно осуществлять соединение, в частности склеивание, отдельных частей, изготовленных из этих материалов, а также их соединение с деталями, полученными из других материалов. Для склеивания фторуглеродных полимеров пРименяют предварительную обработку их поверхности.Известен состав для обработкифторуглеродных полимеров, содержащий1-ный раствор натрия в безводномжидком аммиаке Г 1 1.После такой обработки полимерыможно склеивать различными клеями,однако технология обработкиявляется чрезвычайно опасной вследствие склонности состава к самовозгоранию,Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и положительному эффекту состав для обработки фторуглеродных полимеров, содержащий щелочной металл, ароматический углеводород, например антрацен, нафталин, фенантрен и дифенил, и органический растворитель ( 2 .Однако известный состав чувствителен к действию атмосферной среды и кислорода, в связи с чем он мало стабилен и склонен к сомовоспламенению, а также активность его падает во времени.Цель изобретения - повышение стабильности при хранении на воздухе.Поставленная цель достигается тем, что состав для обработки фторуглеродных полимеров, содержащий щелочной металл, ароматический углеводород, выбранный из группы, включающей антрацен, нафталин, фенантрен 5 и дифенил, и органический раствори- тель, дополнительно содержит полимер,выбранный из группы, включающей полиизобутилен, полистирол, поливинилозобутиловый эфир, полиоксиэти- О лен и их смеси, при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:Щелочной металл 0,64-3,2Ароматическийуглеводород 3,25-18 15Органйческийрастворитель 40,6-87Полимер 0.,95-50,85В качестве органического растворителя состав содержит алифатический или циклоалифатический эфир, или его смесь с алифатическим или ароматическим углеводородом.Кроме того, состав дополнительно содержит 0,039-3,3 вес,ч. кроненэфира формулы, 10-СН-СНИи 1 -О,ь о.;СьНю0-СН- СНа 3 и - О 30гдето+ и = 2-10,Активирование поверхности. Фторуглеродных полимеров укаэанной смесью осуществляют нанесением на Э 5предмет слоя достаточной толщины(например 1 мм)и воздействием этого слоя в течение необходимого про"межутка времени (30-300 с). При таком активированиинет необходимости 40поддерживать какую-либо защитную атмосферу, поскольку разложение смесина воздухе происходит так медленно,что ее активность в достаточной мере сохРаняется при контакте с атмосферой даже спустя несколько часов.Благодаря этому устраняется самовоспламеняемость состава, в результате чего манипуляции с ним становятся значительно безопаснее. Получение состава для активирования хо. тя и осуществляется очень просто,однако предпочтительнополучать смесьв защитной атмосфере, Полученный состав устойчив при хранении в закрытом сосуде при температуре около20 О С даже в течение нескольких месяцев. Активность его может быть легкопроконтролирована, так как в активном состоянии он имеет интенсивнуюокраску, и наоборот, в неактивном 60состоянии бесцветен или имеет цветот желтоватого др коричневатого.Состав также может сохраняться вметаллических тюбиках, что дает возможность очень просто повторно приме нять активирующий состав преждевсего в единичных случаях применения или в случае активирования маленьких предметов из фторопластов. Однако указанный активирующий состав также с большим успехом может быть применен при серийноМ производстве, например, осуществляемом по непрерывному принципу для ленты Фторопласта шириной 30 см. В этом случае .расход активирующего состава невелик и составляет, как правило, менее 50 г/и . Удаление остатков состава не создает затруднений. При серийном способе.активироваиия, т.е. йепрерывном, отьывка может быть достигнута горячей водой с добавкой поверхностно-активного соединения и в некоторых случаях взятого в небольшом количестве органического растворителя, например ксилола. Отдельные маленькие предметы могут быть отмыты после активирования преимущественно такими органическими растворителями, как хлороформ, ксилол, толуКачество поверхности политетрафторэтилена, который активирован предлагаемым составом, сравнивают с качеством поверхности политетрафторэтилена который при пРочих равных условиях обрабатывают раствором натрийнафталина в тетрагидрофуране в атмосфере аргона. Активированную поверхность политетрафторэтилена склеивают эпоксидным клеем "СНЯ-эпокси 15" при применении катализатора "В 3". Исследования на прочность производят в соответствии с СБХ 668 510. Полученное значение сопротивления сдвигу клеевого соединения, осуществленного при применении известного состава, составляет 42,6 кг/см , а при. примег.ненни предлагаемого состав. - 43,8 кг/см. Оба состава практически дают одинаковые результаты, так чтс при более благоприятных условиях и при определенных обстоятельствах, при которых известные методы вообще не могут быть применены (например, в случае имеющих большую площадь поверхности предметов), может быть достигнуто равнозначное действие. П р и м е р 1 Активировающий,состав получают посредством обменного взаимодейтсвия в защитной атмосфере 0,11 моль натрия, 0,10 мольнафталина, 40 г полиизобутилена (молекулярный вес примерно 45000),.100 мл сухого тетрагидрофурана и 5 г кроненэфира. Полученную смесь наносят при доступе воздуха на поверхность политетрафторэтилена слоем толщиной 1- 2 мм и 5 мин смесью воздействуют на указанную поверхность. После этого остаток активирующей смеси удаляют, в результате чего получают пригод962288 ную для склеивания поверхность поли-,тетрафторэтилена.П р и м е р 2. Состав получаютаналогично примеру 1 посредством взаимодействия 0,11 моль натрия,0,10 моль нафталина, 25 г полистиро 5ла (молекулярный вес примерно 500000)и 100 мл сухого тетрагидрофурана. Присклеивании с активированной поверхностью политетрафторэтилена получаютзначение сопротивления сдвигу кле-евого соединения, равное 43,8 кг/смП р и м е р ЗСостав, получен-ный аналогично примеру 1, посредством обменного взаимодействия 0,11моль натрия, 0,10 моль нафталина, 511 г поливинилизобутилового эфира(К 100-200) и 100 мл тетрагидрофурана, дает после воздействия на поверхность политетрафторэтилена присклеивании сопротивление сдвигу 2044 кг/смП р и м е р 4. Состав, полученный аналогично примеру 1, посредством обменного взаимодействия 0,11моль калия, 0,10 моль дифенила, 25 г 25полистирола и 100 мл сухого тетрагидрофурана, создает посредствомвоздействия на поверхность политетрафторэтилена подходящую поверхностьдля склеивания. Полученное значениесопротивления сдвигу составляет40 кг/см.П р и м е р 5. Состав, полученный аналогично примеру 1 посредствомобменного взаимодействия 0,11 мольнатрия, 0,10 моль нафталина, 11 гполивинилизобутилового эфира, 50 мятолуола и 50 мп сухого тетрагидрофурана, создает после активирования попитетрафторэтилена подходящуюдля склеивания поверхность,40П р и м е р б; Состав, полученный аналогично примеру 1 посредствомобменного взаимодействия 0,11 мольнатрия, 0,10 моль антрацена, 25 гполистирола и 100 мп сухого 1,2 диметоксиэтана, дает после активирования политетрафторэтилена подходящую для склеивания поверхность.Цолученное значение сопротивления,сдвигу составляет 43 кг/см. 50П р и м е р 7, Состав, полученный аналогично примеру 1 посредствомобменного взаимодействия 0,11 мольнатрия, 0,10 моль нафталина, 13 гполистирола, б г поливинилизобутилового эфира и 100 мл тетрагидрофурана, дает после активирования политетрафторэтилена подходящую длясклеивания поверхность. 45 П р и м е р15. Состав, полученный аналогично примеру 2, посредством обменного взаимодействия 0,11 моль натрия, 0,10 моль нафталина, 50 г полистирола и 50 мл тетрагидрофурана, дает после воздействия на поверхП р и м е р 8. Состав, полученный аналогично примеру 2, дает после активирования политетрафторэтилена поверхность, пригодную для склеивания. П р и м е р 9 . Состав, полученный аналогично примеру 1 посредствомобменного взаимодействия 0,11 мольнатрия, 0,10 моль нафталина, б гполивинилизобутилового эфира, 120 млсухого диэтилового эфира и 40 млсухого тетрагидрофурана, дает послеактивирования тефлона поверхность,пригодную для склеивания. Прочностькрепления на сдвиг составляет39 кг/см .П р и м е р 10. Состав, полученный аналогично примеру 1 посредствомобменного взаимодействия 0,1.1 мольнатрия, 0,10 моль нафталина, 30 гполистирола, б г полиоксиэтилена,100 мл сухого тетрагидрофурана,30 мл сухого толуола и 2,5 мл сухого бензина (т.кип.35-90 С), даетпосле активирования тефлона поверхность, пригодную для склеивания.Дозировка компонентов по примерам 1-10 приведена в табл.2.П р и м е р 11, Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством обменного взаимодействия 0,11моль натрия, 0,10 моль нафталина,200 г полиизобутилена с молекулярным весом 10000 и 200 мп тетрагидрофурана, дает после воздействия наповерхность политетрафторэтилена присклеивании результаты, аналогичныеуказанным выше. Прочность крепленияна сдвиг 38 кг/см.П р и м е р 12. Состав, полученный аналогичнопримеру 2,посредством обменного взаимодействия0,11 моль натрия, 0,10 моль нафтали-.на, 1 г полистирола с молекулярнымвесом 3000000 и 100 мл тетрагидрофурана, при активнровании поверхности политетрафторэтилена придаетповерхности аналогичные свойства.П р и м е р 13. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредствомобменного взаимодействия 0,11 мольнатрия, 0,05 моль нафталина, 25 гполистирола и 100 мл тетрагидрофурана, дает после воздействия на поверхность политетрафторэтилена при склеивании аналогичные результаты.П р и м е р 14 Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством обменного взаимодействия 0,11моль натрия, 0,2 моль нафталина,25 г полистирола и 100 мп тетрагидрофурана, дает после воздействия наповерхность политетрафторэтиленапри склеивании аналогичные результаты . Прочность крепления на сдвиг42,2 кг/смность политетрафторэтилена при склеивании аналогичные результаты. Прочность крепления на сдвиг 43 кг/см.П р и м е р 16. Состав для обработки Фторуглеродных полимеров, полученный аналогично примеру 1 посредством взаимодействия 0,11 моль натрия, 0,10 .моль нафталина, 100 млтетрагидрофурана, 5 г полиизобутилэфира и 10 г полистирола, дает приактивировании поверхности политетрафторэтилена результаты, аналогичныеуказанным дьнае примерам.П р ие р 17. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством взаимодействия 0,11 моль натрия, 150,10 мольфенантрена, 100 мл тетрагидрофурана, 5 г полиэтилена с молекулярным весом 4000 и 15 г полистирола, дает при активировании поверхности политетрафторэтилена аналогичные результаты, Прочность крепленияна сдвиг 41,2 кг/смП р и м е р 18, Состав, полученный аналогично примеру 2 посредстВом взаимодействия 0 11 моль натрияр0,10 моль Фенантрена, 100 мл тетрагидрофурана, 5 г полипропилена смолекулярным весом 4000) и 15 г полистирола, дает при активированииповерхности политетрафторэтиленааналогичные результаты.П р и м е р 19. Состав, полученный аналогично примеру 2 посредством обменного взаимодействия 0,11моль натрия 0,10 моль нафталена,100 мл тетрагидрофурана, б г поли- З 5оксипропилена и 15 г полистирола,дает после воздействия на поверхность политетрафторэтилена при,склеиванИи аналогичные резулЬтаты.П р и м е р 20, Состав для обра Оботки Фторуглеводородных полимеровполучают аналогично примеру 1, однако дополнительно вводят 003 вес.ч,кроненэфира, Протность крепления насдвиг - 44 кг/см , 45П р и м е р 21. Состав, полученный аналогично примеру -1 взаимодействием 0,11 моль лития, 80 мл тетрагидрофурана, 20 мл циклогексана,0,11 моль нафталина и 25 г полистирола, создает посредством обработкипОверхности политетрафторэтиленаподходящую поверхность для склеивания. Прочность крепления на сдвиг38,7 кг/см. П р и м е р 22. Состав, полученный аналогично примеру 1 обменным взаимодействием 0,11 моль натрия, 0,10 моль нафталина, 50 мл тетрагидрофурана и 50 мл смеси ароматических углеводородов, содержащей бензол, толуол и ксилоЛ в соотношении 1:1:1, и 25 г полистирола, дает подходящую поверхность для склеивания политетрафторэтилена. Проность крепления на сдвиг 39,5 кг/смП р и м е р 23. Состав, полученный аналогично примеру 1, обменным взаимодействием 0,055 моль натрия и 0,055 моль калия, 0,10 моль нафталина, 100 мл тетрагидрофурана и 25 г полистирола, дает после активирования политетрафторэтилена поверхность, пригодную для склеивания.Прочность крепления на сдвиг42 кг/см.П р и м е р 24. Состав, полученный аналогично примеру 1, обменным взаимодействием 0,11 моль натрия, 100 мл тетрагидрофурана и 15,3 г эквимолярной смеси нафталина, дифенила и фенантрена и 25 г полистирола, дает после активирования политетрафторэтилена поверхность, пригод. ную для склеивания. Прочность крепления на сдвиг 42,1 кг/см.Дозировка компонентов по примерам 11-24 приведены в табл.2.Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достигнуть высоких показателей склеивания фторуглеродных полимеров. При этом составы для обработки имеют большую стабильность, чем известные.мсСО 1м 00 с СС н тО СЛс тЧ СО т.4 1 1 Ох Ццо6 аа .ьоо хц ах но ео ие хЦн О 1",66 а сБе хь й Е 1 ОЦ оао е 63 аЗаказ 7425/36 Тираж 661 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Фидиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 1. Состав для обработки фторуглеродных полимеров, содержащий щелочной металл, ароматический углеводород, выбранный из группы, включающей 5 антрацен, нафталин, фенантрен и дифенил, и органический растворитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности при хранении на .воздухе, он дополнитель О но содержит полимер, выбранный из группы,:включающей полиизобутилен, полистирол, поливинилизобутиловый эфир, полиоксиэтилен и их смеси, при следующем соотношении компонен-. 15.утов, вес.ч,:Щелочный металл 0,64-3,2Ароматическийуглеводород 3,25-18Органическийрастворитель 40,6-87Полимер О, 95-5.0, 8,2. Состав по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в 1 качестве органического растворителя он содержит алифатический или циклоалифатический эфир или его смесь с алифатическим или ароматическим углеводородом.3. Состав по пп, 1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем,что он дополнительно содержит кроненэфир формулы где щ + и = 2-10,в количестве 0,039-3,3 вес.ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сад 1 е С.У. НапоЬооМ оЕ АЙЬез 1 уеВопй 1 пд. Хею УогЕ, Мс.Сгаю Нд 11 ВоокСо 1973, 1917-1921.2. Патент США 2809130,кл.156-130,опублик.1957 (прототип) .