Полимерная композиция
Владельцы патента RU 2507227:
Лапицкий Валентин Александрович (RU)
Лапицкая Татьяна Валентиновна (RU)
Изобретение относится к высокопрочным полимерным композициям, предназначенным для изготовления изделий из композитных материалов, нанесения антикоррозионных и декоративных покрытий с повышенной устойчивостью к климатическому и ультрафиолетовому воздействию.
Полимерная композиция содержит аддукт аминов с эпоксидными смолами, активный разбавитель и продукт взаимодействия ди- или полиэпоксидных соединений с азотосодержащими компонентами, где в качестве азотосодержащего компонента применяют смесь, состоящую из соединения, имеющего в своей структуре один или несколько третичных атомов азота и одновременно одну или несколько функциональных групп -NCO, -ОН, -CH2OH, и соединения, содержащего наряду с третичным атомом азота первичную или вторичную аминогруппу, а операцию взаимодействия осуществляют путем перемешивания при температуре от 40° до 220°С в течение от 10 минут до 150 минут.
Композиция позволяет улучшить технологические свойства при переработке и повысить статические и динамические показатели после климатического и ультрафиолетового воздействия материалов на ее основе. 2 табл.
Изобретение относится к высокопрочным полимерным композициям на основе эпоксидных смол и циклоалифатических диокисей, предназначенным для изготовления изделий из композитных материалов, нанесения антикоррозионных и декоративных покрытий с повышенной устойчивостью к климатическому и ультрафиолетовому воздействию, а также заливочных и пропиточных компаундов электротехнического назначения и др. целей.
Ближайшим прототипом заявляемого изобретения являются полимерные композиции на основе эпоксидных смол, содержащие в качестве отвердителей аминоаддукты, полученные взаимодействием алифатических или ароматических аминов с эпоксидными диановыми или алифатическими смолами, и активные разбавители (см. «Справочник по пластическим массам» под редакцией В.М. Катаева и др. 1975, Издательство «Химия», стр.207 и 219).
Недостатками описанных композиций являются сравнительно невысокие технологические свойства - малая жизнеспособность при переработке, высокая пиковая температура экзотермической реакции при отверждении формуемых из них изделий, а главное, значительное снижение прочностных показателей после климатического воздействия.
Целью заявляемой полимерной композиции является улучшение технологических свойств при переработке и повышение статических и динамических показателей после климатического и ультрафиолетового воздействия материалов на ее основе.
Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция наряду с аддуктом и активным разбавителем содержит продукт взаимодействия ди- или полиэпоксидных соединений с азотосодержащими компонентами, где в качестве азотосодержащего компонента применяют смесь, состоящую из соединения, имеющего в своей структуре один или несколько третичных атомов азота и одновременно одну или несколько функциональных групп -NCO, -ОН, -СН2ОН (А), и соединения, содержащего наряду с третичным атомом азота первичную или вторичную аминогруппу (Б), в соотношении А:Б от 99:1 до 70:30, а операцию взаимодействия осуществляют при соотношении эпоксидное соединение:азотосодержащий компонент от 90:10 до 50:50 путем перемешивания при температуре от 40° до 220°С в течение от 10 минут до 150 минут, при этом композиция содержит в массовых частях:
| эпоксидное соединение | 100 |
| активный разбавитель | 1÷100 |
| аддукт амина | 5÷100 |
| продукт взаимодействия | 8÷150 |
Пример 1.
Получение продукта взаимодействия.
В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и скоростной мешалкой, загружают 70 массовых частей 2,4,6-трис(диметиламинометил)-фенола марки УП-606/2, являющегося полным аналогом зарубежного продукта DMP-30 (А), и 30 массовых частей пирразола (Б), после чего температуру в реакторе поднимают до 90°С и при работающей мешалке (500 об/мин) загружают 290 массовых частей эпоксидного соединения - диглицидилового эфира 4,4'диоксидифенилсульфона и температуру поднимают до 120°С. Взаимодействие компонентов при этой температуре происходит в течение 80 минут.
Полученный отвердитель охлаждают и разливают в металлическую тару.
Получение полимерной композиции.
В другой реактор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают 100 массовых частей эпоксидного соединения - диокиси винилциклогексена и 50 массовых частей активного разбавителя - диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина (смола марки Э-181) и перемешивают в течение 15 минут при 70°С. Затем в реактор загружают 80 массовых частей полученного продукта взаимодействия и 50 массовых частей аддукта диэтилентриамина со смолой марки Эд-16, полученного при шестикратном мольном избытке последнего, и перемешивают в течение 10 минут при 70°С, заливают в металлические формы и отверждают в течение 24 часов при комнатной температуре.
Примеры 2÷7 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и ингридиентов в соответствии с таблицей 1.
Свойства заявляемой полимерной композиции, полученной по примерам 1÷8, приведены в таблице 2, показывающей ее преимущества перед известными решениями.
| Таблица 2 | ||||||||||
| Свойства заявляемой полимерной композиции по примерам 1÷8 в сравнении с прототипом. | ||||||||||
| № п/п | Наименование показателя | Величина показателей по примерам | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | прототип | ||
| 1. | Стабильность исходных компонентов при хранении без изменения вязкости, месяцы | Не менее 12 | Не более | |||||||
| 2 | Жизнеспособность композиции в массе 200 гр. | Не менее суток | 30 | |||||||
| при 20°С, мин | ||||||||||
| при 60°С, мин | Не менее 300 | 5 | ||||||||
| 3 | Пиковая температура экзотермической реакции отверждения при 60°С в образце кубической формы смолы с отвердителем в массе 1000 г | 150 | 145 | 148 | 135 | 140 | 135 | 155 | 135 | 280 |
| 4 | Предел прочности при статическом изгибе, МПа - исходного образца |
130 | 140 | 140 | 135 | 140 | 135 | 140 | 142 | 120 |
| - после образца 12 месячного климатического воздействия на крыше здания в условиях г.Москвы | 120 | 135 | 145 | 138 | 142 | 130 | 135 | 138 | 60 | |
| 5 | Удельная ударная вязкость, КДж/м2 | |||||||||
| - исходного образца | 42 | 40 | 38 | 36 | 42 | 37 | 38 | 36 | 18 | |
| - образца после 12 месячного воздействия на крыше здания в условиях г. Москвы |
39 | 35 | 34 | 35 | 40 | 34 | 36 | 34 | 6 |
Полимерная композиция на основе эпоксидных соединений и активного разбавителя, содержащая аддукт аминов с эпоксидными смолами, отличающаяся тем, что она наряду с аддуктом содержит продукт взаимодействия ди- или полиэпоксидных соединений с азотосодержащими компонентами, где в качестве азотосодержащего компонента применяют смесь, состоящую из соединения, имеющего в своей структуре один или несколько третичных атомов азота и одновременно одну или несколько функциональных групп -NCO, -ОН, -СН2ОН (А) и соединения, содержащего наряду с третичным атомом азота первичную или вторичную аминогруппу (Б) в соотношении А:Б от 99:1 до 70:30, а операцию взаимодействия осуществляют при соотношении эпоксидное соединение : азотосодержащий компонент от 90:10 до 50:50 путем перемешивания при температуре от 40° до 220°С в течение от 10 мин до 150 мин, при этом композиция содержит, мас.ч.:
| эпоксидное соединение | 100 |
| активный разбавитель | 1÷100 |
| аддукт амина | 5÷100 |
| продукт взаимодействия | 8÷150 |
