Полиэфирная композиция

Изобретение относится к полиэфирным композициям, используемым в качестве связующего для полимерных композиционных материалов пониженной горючести. Полиэфирная композиция включает полиэтиленгликольмалеинатфталат, ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонат, диметакрилат триэтиленгликоля, гидропероксид изопропилбензола, 16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле и ацетилацетонат марганца. Композиция дополнительно содержит 3-метакрилоксипропилтриметоксисилан. Изобретение обеспечивает полимерные материалы пониженной горючести с повышенной термостойкостью и адгезией к силикатным поверхностям. 2 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к полиэфирным композициям, предназначенным для использования в качестве связующего при изготовлении армированных и наполненных полимерных композиционных материалов пониженной горючести, в том числе, конструкционного назначения.

Известна огнестойкая полиэфирная композиция следующего состава (масс.ч.):

полиэтиленгликольмалеинатфталат и фосфакрилат 30-45
диметакрилат триэтиленгликоля 40-45
ди-2,2,2-трихлор-1-метакриловый эфир этилен-
или диэтиленгликоля 10-20
гидроперекись изопропилбензола 3,0-4,0
ускоритель НК-2 5,0-5,5
катализатор МОК-1 1,0-1,5

[А.с. СССР 536208, МПК C08L 67/06, В32В 27/18, опубл. в БИ №43, 1976 г.].

Недостатками данной композиции является обязательное использование разбавителя - ди-2,2,2-трихлор-1-метакрилового эфира этилен- или диэтиленгликоля, ее малая водостойкость после отверждения (водопоглощение за 60 суток при 20°C-3-5%), длительное сохранение поверхностной липкости получаемых полимерных изделий (до 4-5 суток) и низкая стойкость к термоокислительной деструкции (температура начала термоокисления - 100-110°C).

Известна полиэфирная композиция, описанная в способе получения отвержденного полиэфирного связующего, включающая ненасыщенную фосфорсодержащую полиэфирную смолу, содержащую полиэтиленгликольмалеинатфталат, диметакрилат триэтиленгликоля, фосфакрилат, и инициирующую систему, состоящую из гидроперекиси изопропилбензола и ацетилацетоната марганца или ванадия. [А.с. СССР 730711, МПК C08F 289/00, опубл. в БИ №16, 1980 г.].

К недостаткам данной полиэфирной композиции можно отнести высокую вязкость, затрудняющую изготовление полимерных изделий на ее основе. После отверждения композиция также имеет низкую водостойкость (водопоглощение за 60 суток при 20°C составляет 3-4%) и длительное время (до 5 суток) сохраняет поверхностную липкость.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является огнестойкая полиэфирная композиция следующего состава (масс.ч.):

полиэтиленгликольмалеинатфталат 38-41
ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонат 26-30
диметакрилат триэтиленгликоля 32-33
гидроперекись изопропилбензола 4,0-4,5
16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле 5,0-5,5
ацетилацетонат марганца 1,0-2,0

[А.с. СССР 1210444, МПК C08L 67/06, С08К 5/53, опубл. в БИ №18, 2000 г.].

К недостаткам этой композиции можно отнести низкую стойкость к термоокислительной деструкции продуктов ее отверждения, а также их относительно невысокую адгезию к силикатным поверхностям (стеклам, стеклонаполнителям).

Задачей предлагаемого изобретения является разработка полиэфирной композиции, позволяющей получать полимерные материалы пониженной горючести с более высокой стойкостью к термоокислительной деструкции и повышенной адгезией к силикатным поверхностям.

Техническим результатом предлагаемого изобретения являются полимерные материалы пониженной горючести, обладающие повышенной стойкостью к термоокислительной деструкции и высокой адгезией к силикатным поверхностям.

Данный технический результат достигается за счет использования полиэфирной композиции, включающей полиэтиленгликольмалеинатфталат, ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонат, диметакрилат триэтиленгликоля, гидропероксид изопропилбензола, 16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле и ацетилацетонат марганца, при этом композиция дополнительно содержит 3-метакрилоксипропилтриметоксисилан при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:

полиэтиленгликольмалеинатфталат 18-28
ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонат 25-40
диметакрилат триэтиленгликоля 27-42
3-метакрилоксипропилтриметоксисилан 5-15
гидропероксид изопропилбензола 4,0-4,5
16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле 5,0-5,5
ацетилацетонат марганца 1,0-2,0

Полиэтиленгликольмалеинатфталат и диметакрилат триэтиленгликоля, в том числе и в указанном количественном соотношении, являются традиционными компонентами ненасыщенных гликольмалеинатфталатных полиэфирных смол. Например - полиэфирной смолы ПН 609-21М (ГОСТ 27952-88, переиздание 1992 г.).

Фосфорсодержащий диметакрилат - ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-про-пил)-метилфосфонат является промышленным продуктом (ТУ 2435-349-05763458-2003), используемым в производстве полимерных изделий пониженной горючести, в том числе, с применением полиэфирных смол.

Гидропероксид изопропилбензола, 16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле и ацетилацетонат марганца являются компонентами одной из традиционных окислительно-восстановительных инициирующих систем, используемых, в том числе и при их указанных количествах, для отверждения ненасыщенных полиэфирных смол и композиций на их основе.

Использование в составе заявляемой композиции кремнийсодержащего метакрилата - 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана обусловлено его хорошей совместимостью со всеми вышеперечисленными компонентами полиэфирной композиции с образованием гомогенных систем и высокой полимеризационной активностью.

Известна композиция защитного покрытия для оконных стекол, включающая (мет)акриловую смолу (олигомер), реакционноспособный акриловый разбавитель, соединение, в том числе - 3-метакрилоксипропилтриметокси-силан, содействующее адгезии композиции к стеклу (промотор адгезии), наполнитель с диспергирующей добавкой, соединение с кислотным фрагментом, способное к взаимодействию с (мет)акриловой смолой, пигмент или краситель, и катализатор или инициатор полимеризации. [Пат. RU 2415167, МПК C09D 4/02, C09D 175/14, C09D 175/16, B60J 10/02, C08J 7/06, опубл. в БИ №9, 2011 г.].

Использование в составе указанной композиции 3-метакрилоксипропил-триметоксисилана не приводит к повышению стойкости продуктов ее отверждения к термоокислительной деструкции. Процесс отверждения данной (мет)акрилатной композиции протекает по двум механизмам и требует, кроме наличия инициатора полимеризации по акрилатным группам, обязательного присутствия в составе композиции соединения с кислотным фрагментом, вызывающего отверждение по силановым группам промотора адгезии. Продукты отверждения такой композиции не обладают пониженной горючестью. Предполагается их применение только в качестве слабонаполненных покрытий для стекол.

Заявляемая полиэфирная композиция до добавления компонентов окислительно-восстановительной инициирующей системы представляет собой одноупаковочный растворный состав с определенной вязкостью, который обладает длительным сроком хранения при комнатной температуре.

Отверждение данной композиции осуществляется следующим образом: раствор полиэтиленгликольмалеинатфталата в диметакрилате триэтиленгликоля смешивают с ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонатом (ДМХМФ) и 3-метакрилоксипропилтриметоксисиланом (МПМС) и далее к полученной полиэфирной композиции при перемешивании добавляют раствор катализатора - ацетилацетоната марганца (МОК) в ускорителе - 16%-ном растворе нафтената кобальта в стироле (НК). Затем к полученной смеси постепенно приливают инициатор - гидропероксид изопропилбензола (гипериз). После тщательного перемешивания композиция отверждается (полимеризуется) при комнатной температуре с последующим прогревом при 65°C в течение 3 часов.

Превышение максимального содержания полиэтиленгликольмалеинатфталата или снижение минимального количества диметакрилата триэтиленгликоля приводит к значительному росту вязкости композиции и потере ее текучести, а снижение запредельного содержания гликольмалеинатфталатного олигомера или увеличение максимального количества диметакрилата триэтиленгликоля, наоборот, ведет к легкому стеканию композиции с наклонных поверхностей, образованию наплывов на поверхностях сложной формы. Все это ухудшает технологичность и перерабатываемость полиэфирных композиций с использованием указанных компонентов. Поэтому отверждение композиций с запредельным содержанием данных компонентов не иллюстрируется примерами.

Количество ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфоната в композиции обусловлено необходимостью придать полимерным материалам пониженную горючесть. При содержании данного компонента менее 25 масс.ч. получаемый после отверждения ненаполненный полимерный материал поддерживает горение на воздухе. При содержании ДМХМФ в композиции более 40 масс.ч. наблюдается значительный рост хрупкости получаемых полимеров и увеличение времени сохранения их поверхностной липкости. В связи с возникновением указанных эффектов отверждение композиций с содержанием ДМХМФ вне заявляемых границ не иллюстрируется примерами.

Содержание 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана в композиции менее 5 масс.ч. не позволяет повысить стойкость получаемого полимерного материала к термоокислительной деструкции и его адгезию к силикатным поверхностям. Увеличение количества данного кремнийсодержащего метакрилата в композиции более 15 масс.ч. приводит к снижению адгезии и практически не отражается на стойкости к термоокислению.

Указанные количества компонентов окислительно-восстановительной инициирующей системы являются оптимальными. Уменьшение их количества ниже указанных минимальных значений приводит к замедлению процесса сополимеризации и не позволяет достигнуть высокой глубины превращения мономеров. Увеличение количества компонентов инициирующей системы выше указанных максимальных значений приводит к значительному ускорению процесса, снижению жизнеспособности композиций (времени желатинизации) до величин, неприемлемых в технологии изготовления композиционных материалов, а также к появлению дефектов, возникающих за счет значительного тепловыделения. В связи с указанными обстоятельствами примеры с запредельными соотношениями для компонентов инициирующей системы в описании не приводятся.

В таблице 1 даны составы исходных предлагаемых, контрольных полиэфирных композиций и композиций прототипа, а в таблице 2 - время желатинизации (гелеобразования) и время исчезновения липкости при их отверждении, а также свойства получаемых полимерных продуктов.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К раствору 28 масс.ч. полиэтиленгликольмалеинатфталата в 27 масс.ч. диметакрилата триэтиленгликоля при перемешивании последовательно добавляют 40 масс.ч. ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метил-фосфоната (ДМХМФ) и 5 масс.ч. 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана (МПМС). В полученную полиэфирную композицию вводят раствор 2,0 масс, ч. катализатора МОК в 5,5 масс.ч. ускорителя НК. Затем в смесь постепенно при перемешивании добавляют 4,5 масс.ч. инициатора - гипериза.

Часть приготовленной таким образом массы разливают в плоские формы с целью получения образцов полимеров для оценки горючести по методу кислородного индекса в соответствии с ГОСТ 21793. При этом также определяют время исчезновения поверхностной липкости. Другую часть указанной массы заливают в стеклянные пробирки для определения времени желатинизации (гелеобразования) при отверждении в соответствии с ГОСТ 22181 (визуальный метод) и получения образцов для оценки твердости по Бринелю в соответствии с ГОСТ 4670 и теплостойкости по Вика в соответствии с ГОСТ 15088. Отверждение композиции во всех случаях проводят при комнатной температуре с последующим прогревом при 65°C в течение 3 часов.

Полученную полиэфирную смесь используют также для оценки адгезионной прочности соединения с ее помощью силикатных стекол. Для этого два бесцветных силикатных стекла с размерами 50×20 и 20×20 мм при толщине 5-6 мм соединяют данной смесью с толщиной слоя 0,02-0,03 мм, проводя ее отверждение в вышеуказанных условиях. При этом расположение стекол относительно друг друга должно соответствовать требованиям ГОСТ 9438, по аналогии с которым проводится оценка адгезионной прочности клеевого слоя образцов после отверждения.

Стойкость отвержденной полиэфирной композиции к термоокислительной деструкции (температуры начала термоокисления и потери 50% массы, а также величину коксового остатка при 500°C) определяют методом дериватографии в среде воздуха при скорости нагрева 10°C в минуту.

Примеры 2-5. Приготовление, отверждение и определение величин показателей других предлагаемых полиэфирных составов, а также величин показателей продуктов их отверждения осуществляют аналогично примеру 1 (см. табл. 1 и 2).

Контрольные примеры.

Примеры 6 и 7. Приготовление, отверждение и определение величин показателей контрольных полиэфирных составов с запредельным содержанием 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана (МПМС), а также величин показателей продуктов их отверждения осуществляют аналогично примеру 1 (см. табл. 1 и 2).

Данные таблиц 1 и 2 свидетельствуют о том, что предлагаемая полиэфирная композиция с содержанием указанных компонентов в пределах заявляемых соотношений в отличие от прототипа позволяет получать полимерные материалы пониженной горючести с более высокой стойкостью к термоокислительной деструкции и повышенной адгезией к силикатным поверхностям.

Таким образом, использование в составе полиэфирной композиции 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана в заявляемых количествах в сочетании с другими компонентами позволяет получать после отверждения полимерные материалы пониженной горючести с более высокой стойкостью к термоокислительной деструкции и повышенной адгезией к силикатным поверхностям.

Полиэфирная композиция, включающая полиэтиленгликольмалеинат-фталат, ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонат, диметакрилат триэтиленгликоля, гидропероксид изопропилбензола, 16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле и ацетилацетонат марганца, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит 3-метакрилоксипропилтриметоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

полиэтиленгликольмалеинатфталат 18-28
ди-(1-метакрилокси-3-хлор-2-пропил)-метилфосфонат 25-40
диметакрилат триэтиленгликоля 27-42
3-метакрилоксипропилтриметоксисилан 5-15
гидропероксид изопропилбензола 4,0-4,5
16%-ный раствор нафтената кобальта в стироле 5,0-5,5
ацетилацетонат марганца 1,0-2,0



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к огнестойкой композиции для пропитки древесины и способу пропитки древесины. Водная огнестойкая композиция содержит фосфорную кислоту, аммиак, фосфат диаммония, сульфат аммония, мочевину и комплексообразующий агент.
Изобретение относится к области производства защитных материалов изолирующего типа и касается огнестойкого защитного материала. Содержит текстильную армирующую основу, выбранную из ряда термостойких тканей - арамидных, кремнеземных, или стеклотканей, на наружную сторону которой нанесен слой резинового покрытия в количестве 180-200 г/м2, включающего высокомолекулярный метилфенилвинилсилоксановый каучук марки СКТФВ-803, гидроксид алюминия модифицированный винилсиланом, кварцит М600, аэросил марки А-300 или А-380 и антиструктурирующий агент α,ω-дигидрокси-полидиметилсилоксан.

Изобретение относится к композиционным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул, предназначенным для тушения без участия человека пожаров классов А, В, С и Е в труднодоступных пожароопасных местах, таких как кабельканалы, фальшполы, межпотолочные пространства и другие закрытые локальные объемы, а также для защиты емкостей и тары, предназначенных для хранения и перевозки пожароопасных продуктов и других пожароопасных объектов.

Изобретение относится к огнезащитным материалам, которые могут применяться, например, в строительной, авиационной и космической областях. Огнестойкий композиционный материал содержит перфорированный минеральный волокнистый материал в качестве основы и наполнитель, содержащий, как минимум, один каучук или полимер, обладающие огнестойкостью в диапазоне температур от 200 до 700°С, или жидкое стекло, отвердитель и стабилизатор.
Изобретение относится к облегченному резинополимерному материалу для изготовления защитной одежды и способу его изготовления. Заявленный материал включает хлорсульфированный полиэтилен, наполнители (каолин, диоксид титана), антипирен (декабромдифенилоксид), вулканизующие агенты (оксид магния, оксид цинка), ускорители вулканизации (тиурам Д, каптакс), дополнительно содержит флуралит (нанополитетрафторэтилен), нанодобавку «Cloisite 30B», полихлоропрен, хлорпарафин-470, трехокись сурьмы, канифоль, смесь нефраса и этилацетата в соотношении 1:1 и текстильную основу - ткань техническую полиэфирную, или ткань хлопкополиэфирную, или стекловолоконную ткань.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно к области огнезащитных материалов, и предназначено для нанесения огнезащитного покрытия на наружные и внутренние металлические конструкции объектов гражданского, промышленного, военного назначения, для обработки конструкций железнодорожного транспорта, мостов, эстакад, для повышения предела огнестойкости за счет высоких теплоизолирующих свойств композиции при воздействии пламени пожара.
Изобретение относится к экструдированному пенополимеру, характеризующемуся низким уровнем содержания брома, и способу получения такого экструдированного пеноматериала.

Изобретение относится к эластомерному телу, пригодному для применения в антивибрационных приспособлениях и подвесках. Эластомерное тело (1) имеет, по меньшей мере, один слой эластичного и гибкого огнезащитного покрытия, покрывающего часть тела (1).
Изобретение относится к огнезащитным силиконовым покрытиям, предназначенным для противопожарной защиты кабельного хозяйства, несущих металлоконструкций, вентиляционных коробов, в том числе на АЗС и ТЭС, а также огнестойкой и влагозащитной отделки конструкций промышленных и строительных, в том числе на АЭС и ТЭС.

Изобретение относится к негорючим слабодымящим полимерным нанокомпозитам на основе полибутилентерефталата. .

Изобретение относится к теплозащитным покрытиям для поверхностей любой формы, требующих тепловой защиты, применяемым в различных отраслях промышленности: в качестве теплозащитного покрытия (ТЗП) трубопроводов тепловых сетей, котлов и других тепловых аппаратов; для обработки зданий, сооружений и внутренних помещений с целью предотвращения больших тепловых потерь и повышения их пожаробезопасности.

Изобретение относится к композициям на основе самогасящихся вспениваемых винилароматических полимеров в гранулах и к способу их получения. Композиции включают: полимерную матрицу и следующие компоненты, гомогенно заключенные в полимерную матрицу: 3-10% масс.

Изобретение относится к химической промышленности, точнее к композициям на основе жидких силоксановых каучуков, предназначенных для получения эластичных огнестойких полимерных покрытий.
Изобретение относится к теплоизоляционным покрытиям и может быть использовано для тепловой изоляции поверхностей различной природы и формы. Энергосберегающее антикоррозионное покрытие пониженной пожарной опасности включает наполнитель - замкнутые негорючие стеклянные полые микросферы 3М размером от 30 до 110 мкм, представляющие собой легкосыпучие порошки с насыпной плотностью 0,10-0,15 г/см3, диоксид титана, дополнительно содержит латекс марки СКД-1С, акриловые дисперсии «Акрэмос-101» и «Акрэмос-402», флуралит (нанополитетрафторэтилен), антипирены - декабромдифенилоксид и гидроксид алюминия, фунгицид - фосфат полигексаметиленгуанидина, пеногаситель BYK-037, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: латекс марки СКД-1С - 4,00-27,92, акриловая дисперсия «Акрэмос 101» - 32,00-55,20, акриловая дисперсия «Акрэмос 402» - 0,77-0,80, стеклянные полые микросферы 3М - 14,54-35,86, Флуралит (нанополитетрафторэтилен) - 1,00-6,20, декабромдифенилоксид - 4,80-7,00, гидроксид алюминия - 5,10-5,10, диоксид титана - 0,70-1,20,фосфат полигексаметиленгуанидина - 0,22-0,24, пеногаситель BYK-037 - 0,32-0,35.

Изобретение относится к способу производства теплоизоляционной композиции, включающему введение в композицию жидкого стекла связующее наполнителей в виде стеклянных микросфер, углеродистых микроволокон с фибриллами, красителей.

Изобретение относится к литейно-металлургическому производству, в частности к получению пористых литых заготовок (отливок, слитков) из металлов и сплавов с невысокой температурой плавления и легкоплавких металлов и сплавов, используемых для изготовления деталей в машиностроении и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к области получения огнестойких композиций на основе полимерного связующего и может найти применение для производства деталей и изделий в электротехнике, радиотехнике и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к ракетной технике и касается разработки способа получения органического термостойкого наполнителя для обеспечения термоэрозионной стойкости бронепокрытия.
Изобретение относится к полимерным строительным материалам пониженной пожарной опасности, не поддерживающим горение, применяемым для герметизации и гидроизоляции стен, кровли, фундамента, подвалов, бассейнов, резервуаров для хранения горючего на АЗС.
Группа изобретений относится к производству теплозащитных покрытий, предназначенных для теплоизоляции конструкций и оборудования, эксплуатируемых в условиях высоких температур, например трубопроводов, печей, и может найти применение в разных отраслях промышленности.

Изобретение относится к раствору, пригодному для ускорения отверждения смол, таких как ненасыщенные полиэфирные смолы, (мет)акрилатные смолы и смолы сложных виниловых эфиров - с использованием пероксида.

Изобретение относится к полиэфирным композициям, используемым в качестве связующего для полимерных композиционных материалов пониженной горючести. Полиэфирная композиция включает полиэтиленгликольмалеинатфталат, ди--метилфосфонат, диметакрилат триэтиленгликоля, гидропероксид изопропилбензола, 16-ный раствор нафтената кобальта в стироле и ацетилацетонат марганца. Композиция дополнительно содержит 3-метакрилоксипропилтриметоксисилан. Изобретение обеспечивает полимерные материалы пониженной горючести с повышенной термостойкостью и адгезией к силикатным поверхностям. 2 табл., 7 пр.

Наверх