RU2478669C1

RU2478669C1 - Эпоксидная композиция

Info

Publication number: RU2478669C1
Application number: RU2011132571/05A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Валентиновна Лапицкая
Original assignee: Татьяна Валентиновна Лапицкая
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-04-10
Also published as: RU2011132571A

Abstract

Изобретение относится к получению эпоксидных композиций для изготовления высокопрочных полимерных материалов. Композиция на основе смеси ди- и полиэпоксидных смол и модификаторов. Модификаторы - продукты 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). Соотношение А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10. Компоненты 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 с температурой плавления от -10°С до 90°С при соотношении продукт взаимодействия : эвтектическая смесь ароматических аминов от 5:95 до 95:5. Композиция содержит (мас.ч.): смоляная часть - 100, отвердитель - 20÷100. Изобретение позволяет получить композиции с повышенной жизнеспособностью, пониженной пиковой температурой при отверждении. 2 табл., 8 пр.

Description

Изобретение относится к области получения эпоксидных композиций, предназначенных для изготовления высокопрочных полимерных материалов, с повышенной деформационной теплостойкостью и может быть использовано в качестве связующего в армированных пластиках, применяемых в аэрокосмической, судостроительной, химической, электротехнической и других отраслях промышленности.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является семейство эпоксидных 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).

Недостатками таких композиций являются низкая жизнеспособность при переработке, высокая пиковая температура экзотермической реакции в процессе отверждения в больших массах материала, а также сравнительно невысокие прочностные показатели получаемых изделий при температурах свыше 100°С.

Целью настоящего изобретения является эпоксидная композиция с улучшенными технологическими свойствами - повышенной жизнеспособностью при переработке и пониженной пиковой температурой экзотермической реакции в процессе отверждения, а также повышение статических прочностных показателей получаемых полимеров после кавитационного воздействия воды и повышение удельной ударной вязкости. 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, при этом композиция содержит в массовых частях:

смоляная часть - 100

отвердитель - 20÷100.

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 - СН₂-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, скорости 60 оборотов в минуту, после чего загружают 60 массовых частей отвердителя и при 70°С перемешивают в течение 65 минут.

Примеры 2-8 осуществляют с изменением компонентов и параметров в соответствии с таблицой 1.

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

Таблица 2
Свойства заявляемой эпоксидной композиции по примерам 1-8 в сравнении с прототипом.
№ п/п	Наименование показателя	Величина показателей по примерам
№ п/п		1	2	3	4	5	6	7	8	прототип
1	Жизнеспособность композиции при температуре 60°С в массе 200 г, мин	80	120	90	80	75	140	160	140	50
2	Пиковая температура экзотермической реакции отверждения в массе 1000 г, (одинаковых размеров кубик)	160	150	180	180	190	140	140	180	240
3	Сохранение прочностных показателей после кавитационного воздействия воды 60 дней
	- предел прочности при статическом изгибе, %	95	98	96	98	100	96	100	98	45
	- прочность при сжатии, %	100	98	100	100	96	100	98	96	52
4	Удельная ударная вязкость, кДж/мин	50	45	48	52	54	42	46	48	15÷20

Claims

Эпоксидная 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) и 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, при этом композиция содержит, мас.ч.:
смоляная часть 100 отвердитель 20÷100