Полимерная композиция

Изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе эпоксидных смол и циклоалифатических диокисей, предназначенных для изготовления крупногабаритных изделий из композитных материалов. Композиция на основе смеси эпоксидных смол и продуктов эпоксидирования 2-4 атомных спиртов в соотношении от 99:1 до 1:99. Отвердитель - продукт взаимодействия кислоты (А) - соединение общей формулы R₂-R₁-COOH, где R₁ - алифатический, циклоалифатический ароматический углеводородный или гетероциклический фрагмент, R₂ - заместитель - Cl, -F, -NH₂, -NH-, -ОН, -СН=СН-, -СН=СН₂, амина (Б) - ди- или полиамин алифатического, циклоалифатического или ароматического типа совместно с многоатомным спиртом с содержанием гидроксилов от 2 до 6 в одной молекуле (В). Компоненты в соотношении А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10 перемешивают в среде эфира ди- или трикарбоновой кислоты и одноатомного спирта при температуре от 20 до 80°С в течение от 10 до 120 минут. Полученный тройной продукт взаимодействия совмещают с эвтектической смесью ароматических аминов при соотношении от 5:95 до 95:5 и с лактоном или лактамом. Композиция содержит (мас.ч.): смоляная часть - 100, отвердитель - 20-100, лактон или лактам - 3-30. Изобретение позволяет получит композицию с высокой жизнеспособностью, пониженной пиковой температурой при отверждении, повышение упругопрочностных показателей композиции после воздействия температуры 180°С. 2 табл., 8 пр.

 

Изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе эпоксидных смол и циклоалифатических диокисей, предназначенных для изготовления крупногабаритных изделий из композитных материалов - для химической, электротехнической и других отраслей промышленности.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является семейство полимерных композиций на основе смеси эпоксидных смол и продуктов эпоксидирования алифатических 2÷4-атомных спиртов с использованием в качестве отвердителей смеси аминов с салициловой кислотой (см. В.А.Лапицкий, А.А.Крицук. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков, Киев: Наукова думка, 1986 г., с 26÷27).

Недостатком таких композиций является низкая жизнеспособность при переработке, высокая пиковая температура экзотермической реакции в процессе отверждения в больших массах материала, а также сравнительно невысокие упруго-прочностные показатели получаемых изделий, ограничивающие их применение при высоких давлениях.

Целью настоящего изобретения является полимерная композиция с высокой жизнеспособностью при переработке и пониженной пиковой температурой экзотермической реакции в процессе отверждения, обеспечивающая повышение упругопрочностных показателей получаемых полимеров после воздействия температуры 180°С. Поставленная цель достигается тем, что заявляемая композиция на основе смеси эпоксидных смол и продуктов эпоксидирования 2÷4-атомных спиртов в соотношении от 99:1 до 1:99 в качестве отвердителя содержит продукт, полученный взаимодействием кислоты (А) и амина (Б) совместно с многоатомным спиртом с содержанием гидроксилов от 2 до 6 в одной молекуле (В) в соотношении А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10 путем перемешивания компонентов в среде эфира ди- или трикарбоновой кислоты и одноатомного спирта при температуре от 20 до 80°С в течение от 10 до 120 минут с использованием в качестве кислоты соединений общей формулы R₂-R₁-COOH, где R₁ - алифатический, циклоалифатический ароматический углеводородный или гетероциклический фрагмент, R₂ - заместитель - Cl; -F, -NH₂, -NH-, -ОН, -СН=СН-, -СН=СН₂, в качестве амина используют ди- или полиамин алифатического, циклоалифатического или ароматического типа, а полученный тройной продукт взаимодействия совмещают с эвтектической смесью ароматических аминов с температурой плавления от -10°С до 90°С при соотношении продукт взаимодействия: эвтектическая смесь ароматических аминов от 5:95 до 95:5, и дополнительно с лактоном или лактамом, при этом композиция содержит в массовых частях:

смоляная часть - 100

отвердитель - 20÷100

лактон или лактам - 3÷30

Пример 1.

Получение отвердителя.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают 45 мас.ч. транс-4-аминометил-циклогексан-1-карбоновой кислоты (А), содержащей в своей структуре циклоалифатический углеводородный фрагмент (R₁) и замеситель - CH₂-NH₂, (R₂), после чего загружают последовательно 70 массовых частей дибутилового эфира декандикарбоновой кислоты 55 мас.ч. технического продукта - парааминобензиланилина (Б) и 5 мас.ч. глицерина (В) и при температуре 45°С перемешивают в течение 65 минут при скорости мешалки 1000 оборотов в минуту. К полученному таким образом тройному продукту взаимодействия добавляют эвтектическую смесь ароматических аминов метафенилендиамина (МФДА) и 4,4 диаминодифенилметана (ДАДФМ). Соотношение МФДА: 4,4 ДАДФМ 60:40. Тройной продукт взаимодействия и эвтектическую смесь берут в соотношении 50:50 и перемешивают при 45°С и 1000 оборотах в минуту в течение 20 минут.

Получение композиции.

В другой реактор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают 70 массовых частей эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и 30 массовых частей продукта эпоксидирования трехатомного спирта-этриола. Смола ЭЭТ-1 с содержанием 25% эпоксидных групп. Смесь перемешивают при 70°С в течение 20 минут при скорости 60 оборотов в минуту, после чего загружают 60 массовых частей отвердителя 16 массовых частей лактона 16-оксигексадецен-7-овой кислоты (амбреттомида) 16 массовых частей δ-валеролактама и при 70°С перемешивают в течение 65 минут.

Примеры 2:8 осуществляют с изменением компонентов и параметров в соответствии таблицы 1.

Свойства композиции по примерам 1:8 в сравнении с прототипом приведены в таблице 2, данные которой подтверждают ее преимущества.

Полимерная композиция на основе смеси ди- и полиэпоксидных смол и модификаторов - продуктов эпоксидирования 2÷4 атомных спиртов, отличающаяся тем, что смолу и модификатор применяют в соотношении от 99:1 до 1:99, а в качестве отвердителя применяют продукт, полученный взаимодействием кислоты (А) и амина (Б) совместно с многоатомным спиртом с содержанием гидроксилов от 2 до 6 в одной молекуле (В) в соотношении А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10 путем перемешивания компонентов в среде эфира ди- или трикарбоновой кислоты и одноатомного спирта при температуре от 20 до 80°С в течение от 10 до 120 мин с использованием в качестве кислоты соединений общей формулы R₂-R₁-COOH, где R₁ - алифатический, циклоалифатический, ароматический углеводородный или гетероциклический фрагмент, R₂ - заместитель - Cl, -F, -NH₂, -NH-, -ОН, -СН=СН-, -СН=СН₂, в качестве амина используют ди- или полиамин алифатического, циклоалифатического или ароматического типа, а полученный тройной продукт взаимодействия совмещают с эвтектической смесью ароматических аминов с температурой плавления от -10°С до +90°С при соотношении продукт взаимодействия: эвтектическая смесь ароматических аминов от 5:95 до 95:5 и дополнительно вводят лактон или лактам, при этом композиция содержит, мас.ч.:

смоляная часть	100
отвердитель	20÷100
лактон или лактам	3÷30