Эпоксидная композиция

 

)))) 52664I

Са)ез СсеетсииХ

Социелистическик

Ресл1!блик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ;; ., Д

) -« ° l—,«!

) „ с I ! .1 —, «Ф« (51) М. Кл. - С 08L 03/00 (61) Дополнител Ioe к авт. свпд-ву (22) Заявлено 19.02.74 (21) 2003707/05 с присоединением заявки М 2120277/23-5

Сосете 1 1ннистров СССР ло делом изобретений

rr 0TKpb!.rrri (53), ДК 678.642 4 5 (088.8) Оп»б,-)нковап,) 30.08,76. Ь)оллстс))ь

Дата опубликования описания 02.12.76 (72) Авторы изобретения

В. В. Коршак, С. В. Виноградова, Г. Л. Слонимский, Л. Н. Белкина, С. H. Салазкин, А. А. Аскадский, Я. С. Выгодский, В. И. Буркович, 3. В. Геращенко, В. Ф. Блинов и И. А. Булгакова (71) Заявитель (54) ЭПОКСИДИАЯ КОМПОЗИЦИЯ

10 гДе и>50;

))

r. .

Х! б

-МН- )..)!

У= 0

20 .

О "О асУдеРстееннмй комитет (23) П ц и„, и,,, 1

Изобретение относится к области Iio;)y)e)r)I)r композиций на основе эпоксидных смол.

Известны композиции па основе эпокспдпых смол и наполнителей с применением низкомолекулярных отвердителей (1 и 2). Известна также композиция (3), содержащая эпоксидиановую смолу с эпоксидным числом 16 — 18 (ЭД вЂ” 16), отвержденную полиангпдрпдом себациновой кислоты (УП вЂ” 607), и мпнсрпл;rrI>Ir наполнитель — маршалит (100 вес. ч.

ЭД вЂ” 16, 200 вес. ч. маршалита).

He;;ccTàòê0M таких композиций являются неудовлетворительные механическис свой ").I,a, малая устойчивость к термоудару, нсдост;-точная теплостойкость, что ограничивает область применения композиций, а такжс повышенный вес изделий и быстрый игп)ос оборудования для переработки за счет прп»c)iсп)),i минеральных наполнителей.

Целью изобретения является полу !ение эпоксидных композиций с повышенной теплостойкость)о, термоударостойкостью изделий на их основе и улучшенными механическими и диэлектрическими свойствами, Наряду с этим предлагаемые эпоксидны" композиции отличаются низким удельным ве"ом II высокой сопротивляемостью ударным нагрузкам.

Предлагаемая эпоксидная композиция дополнительно содержит в качестве наполнителя, пы)толин)о)цс: о -,)ræñ Фупкцп)о отвсрд!)теля, высокотсплостойкий кардовый полн»ср с химически ак ))в))ь)мli Гстс1тосв5)зям)! Оотце)! формулы в количестве 10 — 60 вес. ч. на 100 вес. ч. эпок3.:.) сидной смолы.

Эпоксидные композиции готовят как непосредственным смешением ингредиентов (причем химически активный полимер вводится в тонко-ди спер си ом виде), так и смешением предварительно приготовленных их растьоров в органических растворителях.

В качестве химически активных полимерных наполнителей могут быть использованы теплостойкие кардовые полимеры, способные взаимодействовать с эпоксидными циклами по своим гетеросвязям, расположенным как в основной, так и в боковой цепи, и другим химически активным группам.

K упомянутым гетсросвязям относятся: сложно-эфирные связи в гетсроцепных ароматических кардовых полиэфирах, например полиарилатах, амидные связи в ароматических кардовых полиамидах, имидные группы в кардовых ароматических полиимидах.

Указанные полимеры используют для отверждения и наполнения различных типов эпоксидных смол: полиглицидных эфиров полифенолов, циклоалифатических эпоксидпых смол и т. д. При этом композиция может содержать целевые добавки, например обычные отвердители, пигменты, другие наполнители, сч абилизаторы.

В композициях соотношение эпоксидной смолы и химически активного полимерного высокотеплостойкого наполнителя выбирают в пределах, вес. ч.: от 100 60 до 100/10 (предпочтительно от 100/50 до 100/30) . В случае трехкомпонентных композиций на 100 вес. ч. эпоксидной смолы беру 10 — 60 вес. ч. химически активного полимерного высокотеплостойкого наполнителя (предпочтительно 30—

50 вес. ч.) и 30 — 110 вес. ч. отвердителя (предпочтительно 40 — 70 вес. ч.) ..

Интервал температур, в котором проводят отверждение, лежит в пределах от 100 до

250 С.

Применение кардовых теплостойких полимеров способствует получению однородных композиций с эпоксиднымп смолами вследствие хорошей совместимости компонентов и последующего их химического взаимодействия.

Эпоксидные композиции могут быть использованы для получения изделий из них методом заливки и прессования, а также из раствора.

Композиции применяют в качестве за 1ивочных компаундов, клеев, связующих для стеклопластиков, лаковых покрытий, порошкообразных компаундов для напыления.

Пример 1. 100 вес. ч. эпоксидной смолы

4,4 -диоксидифенилпропана (ЭД-16) с эпоксидным числом 16 — 18 смешивают с 30 вес. ч. тонкодисперсного (20 — 70 мкм) высушенного полиарилата терефталевой кислоты и фенолфталеина (полиарилата Ф-2) при температуре

100 С до прекращения выделения пузырей воздуха.

Режим отверждения: ступенчатый подьем температуры от 100 до 200 С в течение 20 час.

Полученный твердый материал незначительно

526641

15

4 деформируется при нагревании до 300 С при нагрузке о=1 кг/см и имеет следующие электрические показатели: в 3,8; tg б 0,01 (на частоте (10 гц); р, 1,2 10 4 ом, р„,0,5.10 4 ом. см, пробивное напряжение Е 35 кв/мм.

Пример 2. По примеру 1 получают композицию, содержащую 100 вес. ч. эпок идной смолы 4,4 -диоксидифенилпропана (ЭД-20) с эпоксидным числом 20 — 22 и 40 вес. ч. полиарилата Ф-2.

Полученный твердый материал деформируется лишь па 10,,, при нагревании до 340 С при нагрузке 1 кг/см и имеет те же электрические показатели, что композиция в примере 1.

Пример 3. По примеру 1 получают композицию, содержащую 100 вес. ч. циклоалифатической смолы УП-612 формулы и 35 вес. ч. полиарилата Ф-2. Полученный твердый материал не деформируется до 300 С при нагрузке 1 кг/с» и имеет те же электрические свойства, что и композиция D примере 1.

Пример 4. 100 вес. ч. эпоксидной смолы

ЭД-16, нагретой до 100 С, смешивают с

50 вес. ч. расплава полиангидрида себациновой кислоты (УП-607) и 30 вес. ч. полиарилата Ф-2. Композицию перемешивают, выдерживают при 100 С в течение 10 мин, вакуумируют и отверждают по режиму: ступенчатый подъем температуры от 100 до 200 С в течение 20 час. Полученный твердый материал обладает следующими показателями: удельный вес 1,12 г/см, удельная ударная вязкость

20 кГ см/см, о изгиба 1800 кГ/см -, о сжатия

700 кГ/см, Е1.6 104 кг/см, в 3,7; tg6 0,022 (на частоте 10 гц).

Пример ы 5 — 13. Композиции, имеющие состав и свойства, приведенные в таблице, получают по примеру 4.

П р и м ер 14, 100 вес. ч. эпоксидной смолы

ЭД-16, нагретой до 100"С, смешивают с

10 вес. ч. полиимида 3,3, 4,4 -бензофенонтетракарбоновой кислоты и анилинфлуорена до получения однородной смеси.

Смесь отверждают по режиму: 150 C — 5 час;

175 С вЂ” 3 час, 200 С вЂ” 5 час, 250 С вЂ” 10 час;

300 С вЂ” 10 час.

Получают твердый материал, который деформируется на 20 /о при нагревании до 350 С при нагрузке 1 кГ/см .

П р и м ер 15. 100 вес. ч. эпоксидной смолы

ЭД-16 нагревают до 100 С, смешивают с

60 вес. ч. расплава УП-607 и 30 вес, ч. тонкодисперсного ароматического полиимида

3,3, 4,4 -бензофенонтетракарбоновой кислоты и аналинфлуорена до получения однородной смеси. Полученной композицией склеивают металлические пластины (сталь-сталь) и

526641 (алюминий-алюминий) и прогревают при постепенном подъеме температуры от 20 до

200 С с выдержкой при 200 С 6час и давлении

5 кГ/см . Полученное клеевое соединение имеет предел прочности при сдвиге 210 кГ/см (сталь-сталь) и 150 кГ/см (алюминий-алюминий), предел прочности при растяжении

80 —: 100 кГ/см (сталь-сталь).

П р и м ер 16. 100 вес. ч. эпоксидной смолы

ЭД-16, нагретой до 100 С, смешивают с

50 вес. ч. расплава полиангидрида себациновой кислоты (УП-607) и 40 вес. ч. полиамида терефталевой кислоты и анилинфлуорена.

Композицию перемешивают, выдерживают при 100 С в течение 10 мин, вакуумируют и отверждают по режиму: ступенчатый подъем температуры от 100 до 200 С в течение 20 час.

Полученный твердый материал обладает следующими показателями: удельный вес

1,14 г/см, удельная ударная вязкость

18 кГ.см/смз, о изгиба 2000 кг/см, о сжатия

750 кГ/см Е 1,7.104 кГ/см"-.

Пример 17. По примеру 4 получают ком- 25 Полученный твердый материал обладает позицию, содержащую 100 вес. ч. эпоксидной удельной ударной вязкостью 10 кг.см/смз и смолы 4,4 -диоксидифепилпропана с эпоксид- пределом прочности при изгибе 660 кг/см -.

Состав композиции, вес. ч.

Механ;ческие свойства при 20 С

Диэлектрические свойства на частоте 10 гц при 20 С

Модуль упругости при сжатии кг/см2

Предел прочности при

Пример

Удельная ударная вязкость кг. см/см

Отвердитель

УП-607

Смола

УП-612

Смола

ЭД-16

Полиарилат Ф-2 изгибе к г/см2 сжатии кг/см

tgo

100

3,51

3,64

3,20

3,65

3,05

3,15

3,2о

18000

)640

100

38

12

5

9

0,023

0,023

0,023

0,027

0,017

0,016

0,0163

100

100

П р и м е ч а н и е. Свойства композиции, описанной в примере 8, выдержанной при 40 С и относительной влажности 98О/О в течение 30 суток: о, (ом.см))7 10 4, о. (ом) — 2 10 4; е 3,19 и tg6 0,014. Эта же композиция при температуре 275 С имеет е 4,6 и tg 6 0,0205. Композиция не разрушается после 5 циклов термоудара от — 60 до

250 С.

Предел прочности при сжатии при 100 С.

Формула изобретения

Эпоксидная композиция,, содержащая эпоксидную смолу и наполнитель, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения теплостойкости, термоударостойкости изделия на ее ос5

7

9

;11

12

6 ным числом 8 — 10 (ЭД-8), 30 вес. ч. УП-607 и 30 вес. ч. полиарилата Ф-2. Композицию отверждают при ступенчатом подъеме температуры от 100 до 200 С в течение 18 час. По5 лученный твердый материал обладает удельной ударной вязкостью 11 кг см/смз и пределом прочности при изгибе 1700 кг/см2.

Пример 18. По примеру 17 получают ком10 позицию, содержащую 100 вес. ч. эпоксидной смолы 4,4 -диоксидифенилпропана с эпоксидным числом 2 — 4 (Э-49), 60 вес. ч. УП-607 и

40 вес. ч. полиарилата Ф-2. Полученный твердый материал обладает удельной ударной

15 вязкостью 21 кг/см2 и пределом прочности при изгибе 1660 кг/см .

П р и и е р 19. По примеру 17, получают композицию, содержащую 100 вес. ч. эпоксид20 ной смолы на основе новолачной смолы и эпихлоргидрина с эпоксидным числом 18 — 22 (6-Э-18-Н-40-05), 70 вес. ч. УП-607 и

20 вес. ч. поли ар ил ата Ф-2.

500". нове и улучшения механических и диэлектрических свойств, в качестве наполнителя, вы30 полняющего также функцию отвердителя, композиция дополнительно содержит высокотеплостойкий кардовый полимер с химически активными гетеросвязями общей формулы

Составнтслн Н. Космачева

Корректоры: В. Дод и А. Николаева

Редактор Т. Никольская

Заказ 2900/3 11зд. № 1579 Тираж 630 Подпн нос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, РК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, Ilp. Сапунова, 2 в количестве 10 — 60 вес. ч. на 100 вес. ч. эпоксид»ой смолы.

Источники информации, принятые во в»имание при экспертизе:

1. Пакен Л. М. Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы, «Госхимиздат», вЧ., 1962.

2. Ли Х., Невилл К. Справочное руководство»о эпокс»дным смолам «Энергия», М., 1973.

5 3. Вопросы радиоэлектроники, сб. Сер. обгцстсх»»ческая, вып. 12, 1973, с. 169.