Полимерная композиция

 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксидных смол и предназначено для изготовления конструкционных стеклопластиков методом мокрой намотки. Технический результат от использования настоящего изобретения заключается в разработке полимерной композиции, имеющей достаточную жизнеспособность в процессе переработки, низкую температуру отверждения и высокие физико-механические свойства. Этот результат достигается тем, что композиция на основе эпоксидной диановой смолы, диглицидилового эфира диэтиленгликоля и эвтектическои смеси ароматических аминов дополнительно содержит смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом, а в качестве ароматических аминов -метафенилендиамин и 4,4-диаминодифенилметан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола 100, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля 25-35, смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом 4-12, эвтектическая смесь ароматических аминов, содержащая метафенилендиамин и 4,4-диаминодифенилметан в соотношении 35 : 65 - 65 : 35 20-40. 1 табл.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксидных смол, предназначенных для использования в качестве пропиточных составов, клеев, покрытий, связующих для конструкционных стеклопластиков, преимущественно изготавливаемых методом мокрой намотки.

Известна полимерная композиция, включающая диглицидиловый эфир фурфурилрезорцина, диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина и тройную эвтектическую смесь ароматических аминов, содержащую метафенилендиамин, 4,4'-диаминодифенилметан и диамет X (а.с. N 767135, кл. C 08 L, 59/50, 1980 г.).

Недостатком указанной композиции является высокая температура отверждения (> 140^oC), низкая жизнеспособность, не позволяющая обеспечить устойчивый процесс намотки, и сравнительно низкие физико-механические свойства.

Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу и тройную жидкую эвтектическую смесь ароматических аминов, содержащую метафенилендиамин, 4,4'-диаминодифенилметан и ортофенилендиамин. (Ли. X., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам.- М.: Энергия, 1973 г., стр. 99).

Недостатками указанной композиции является сравнительно высокая температура отверждения (100^oC), недостаточная жизнеспособность, затрудняющая ведение процесса намотки крупногабаритных стеклопластиковых изделий и низкие физико-механические свойства.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, эвтектическую смесь ароматических аминов и салициловую кислоту, (а.с. N 1014859, кл. C 08 L, 63/02, 1983 г.) Недостатком композиции является ее малая пригодность для изготовления стеклопластиковых изделий методом мокрой намотки (особенно в промышленном масштабе) вследствие высокой вязкости при температуре 20^oC (2500 сПА)^* и как следствие некачественная пропитка армирующего материала (ровингов, крученых нитей, лент), влияющая на достижение высоких и стабильных физико-механических показателей стеклопластиковых изделий. ^*Bязкость полимерных композиций определялась на Ротационном вискозиметре "Реотест-II" немецкой фирмы VEB ML WPRUFGERATE.

Задача настоящего изобретения состоит в разработке такого состава полимерной композиции, который бы обеспечивал получение высокопрочных стеклопластиков известными методами, включая мокрую намотку в условиях умеренных температур.

Технический результат от использования изобретения заключается в снижении вязкости композиции, повышении ее жизнеспособности в процессе переработки, понижении температуры отверждения при обеспечении высоких физико-механических показателей стеклопластиковых изделий.

Этот результат достигается тем, что в известную композицию, включающую эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля и эвтектическую смесь ароматических аминов, дополнительно вводят смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом ("Пластификатор ЭДОС"), а в качестве эвтектической смеси ароматических аминов - эвтектическую смесь метафенилендиамина и 4,4'-диаминодифенилметана при их массовом соотношении от 35:65 до 65:35, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола - 100 Диглицидиловый эфир диэтиленгликоля - 25-35 Смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом ("Пластификатор ЭДОС") - 4 - 12 Эвтектическая смесь ароматических аминов - 20 - 40 Пример 1.

В реактор, снабженный мешалкой и обогревом, последовательно загружают 100 мас.ч. разогретой эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20, 30 мас.ч. диглицидилового эфира диэтиленгликоля марки ДЭГ-1 и 8 мас.ч смеси диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом (технический продукт марки "Пластификатор ЭДОС" - ГОСТ 2493-003-13004749-93). Смесь доводят до температуры 40-45^oC и перемешивают в течение 30 минут.

Затем вводят 30 мас.ч. расплавленной эвтектической смеси ароматических аминов, содержащей метафенилендиамин и 4,4'-диаминодифенилметан в соотношении 35: 65, тщательно перемешивают, вакуумируют при температуре 57-60^oC и давлении (-0,9 - (-1)) кгс/см² в течение 8 минут, после чего заливают в металлические формы и отверждают при температуре 65^oC в течение 14 часов.

Примеры 2-4 осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов, температуре и времени отверждения, указанных в таблице 1. Кроме того, в примерах 2, 3, 4 использованы эпоксидные диановые смолы марок ЭД-22, E-51D и Shell-828 соответственно.

В таблице 1 представлены данные по составу, режимам отверждения и свойствам предлагаемой полимерной композиции.

Из данных, приведенных в таблице 1, видно, что предлагаемая полимерная композиция обладает значительно более высокими физико-механическими и технологическими показателями в сравнении с известными, а именно: - в 2-10 раз возросла жизнеспособность полимерной композиции. Такое резкое повышение жизнеспособности происходит благодаря сочетанию компонентов не только снижающих первоначальную вязкость эпоксидной смолы, но и, видимо, блокирующих гидроксильные группы последней, которые катализируют реакцию отверждения эпоксидной смолы аминами; - отверждение стеклопластиковых изделий производится при низких температурах (60-70^oC) в течение сравнительно короткого времени (12-17 ч), что резко снижает расход электроэнергии; - наиболее важный прочностный показатель - предел прочности при растяжении для предлагаемой композиции достигает значения 110 МПа, что превышает известные показатели как для композиций холодного, так и горячего отверждения;
- относительное удлинение составляет 5,9 - 6,04%, что также выше аналогичных известных показателей;
- предел прочности при растяжении кольцевых образцов стеклопластиков на основе нити из стекла ВМП и предлагаемой композиции достигает очень высоких значений для намоточных стеклопластиков 2050-2200 МПа.

Все вышеизложенное позволяет использовать предложенную композицию для организации высокотехнологичного и экономичного процесса изготовления стеклопластиковых изделий различными методами, в т.ч. методом мокрой намотки, необходимого для оснащения, в частности, объектов атомной техники.

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля и эвтектическую смесь ароматических аминов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом "Пластификатор ЭДОС", а в качестве эвтектической смеси ароматических аминов - эвтектическую смесь метафенилендиамина и 4,4'-диаминодифенилметана при их массовом соотношении 35 : 65 - 65 : 35 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола - 100
Диглицидиловый эфир диэтиленгликоля - 25 - 35
Смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров со стабилизатором ионолом "Пластификатор ЭДОС" - 4 - 12
Эвтектическая смесь ароматических аминов - 20 - 40м

РИСУНКИ

Рисунок 1