RU2818758C1 - Polymer composition, method for its preparation and polymerization - Google Patents
Polymer composition, method for its preparation and polymerization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818758C1 RU2818758C1 RU2023109670A RU2023109670A RU2818758C1 RU 2818758 C1 RU2818758 C1 RU 2818758C1 RU 2023109670 A RU2023109670 A RU 2023109670A RU 2023109670 A RU2023109670 A RU 2023109670A RU 2818758 C1 RU2818758 C1 RU 2818758C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- epoxy oligomer
- taken
- oligomers
- epoxy
- composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 title description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 18
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 15
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920002601 oligoester Polymers 0.000 claims abstract description 11
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 10
- KWVGIHKZDCUPEU-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OC)(OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 KWVGIHKZDCUPEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 7
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 7
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 claims description 7
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004953 Aliphatic polyamide Substances 0.000 claims description 4
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229920003231 aliphatic polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920006012 semi-aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- -1 butyl acetate aluminum hydroxide Chemical compound 0.000 claims description 3
- RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N diane Chemical compound OC1=CC=C2[C@H]3CC[C@](C)([C@](CC4)(O)C#C)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1.C1=C(Cl)C2=CC(=O)[C@@H]3CC3[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(C)=O)(OC(=O)C)[C@@]1(C)CC2 RWYFURDDADFSHT-RBBHPAOJSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 abstract 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 abstract 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 7
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N methylcyclohexane Chemical compound CC1CCCCC1 UAEPNZWRGJTJPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKTWWGYCVXCKOJ-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-1-(2-methoxyphenyl)-2-phenylethanone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OC)C(=O)C1=CC=CC=C1OC QKTWWGYCVXCKOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100478237 Caenorhabditis elegans ost-1 gene Proteins 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N Glycidol Chemical compound OCC1CO1 CTKINSOISVBQLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 1
- 101001044101 Rattus norvegicus Lipopolysaccharide-induced tumor necrosis factor-alpha factor homolog Proteins 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229920006125 amorphous polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphoryl-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N methyl-cycloheptane Natural products CC1CCCCCC1 GYNNXHKOJHMOHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 1
- 229920003225 polyurethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к негорючим полимерным синтаксическим композициям комбинированного двухстадийного отверждения и может применяться для местного упрочнения конструкций в зонах установки закладных элементов, заполнения пустот в сэндвич-панелях и заделки торцов трехслойных конструкций, используемых в качестве несущих и отделочных материалов внутри и снаружи объектов. The invention relates to non-flammable polymer syntactic compositions of combined two-stage curing and can be used for local strengthening of structures in areas where embedded elements are installed, filling voids in sandwich panels and sealing the ends of three-layer structures used as load-bearing and finishing materials inside and outside objects.
Уровень техникиState of the art
Фотополимеризующиеся композиции (ФПК), как правило, состоят из полимеризующейся основы (мономеры и олигомеры, содержащие реакционоспособные группы - акриловые, виниловые, гетероциклические), фотоинициирующей системы (фотоинициатор либо фотосенсибилизатор) и иногда - разного рода ускорители процесса полимеризации и инертные добавки, непосредственно не участвующие в реакции полимеризации, но равномерно распределяющиеся по трехмерной полимерной матрице и обеспечивающие конечному материалу или изделию нужный набор механических, физико-химических, биологических или прочих свойств.Photopolymerizing compositions (FPCs), as a rule, consist of a polymerizing base (monomers and oligomers containing reactive groups - acrylic, vinyl, heterocyclic), a photoinitiating system (photoinitiator or photosensitizer) and sometimes various accelerators of the polymerization process and inert additives, not directly participating in the polymerization reaction, but evenly distributed throughout the three-dimensional polymer matrix and providing the final material or product with the desired set of mechanical, physicochemical, biological or other properties.
Свойства неотвержденной ФПК и получаемой при ее фотополимеризации матрицы определяются свойствами входящих в ее состав олигомеров и модификаторов. Зачастую, на свойства отвержденного полимера влияет также и соотношение различных олигомерных структур. Благодаря большой потребности в ФПК в самых разных областях имеется постоянно растущая потребность в новых материалах с самыми разнообразными свойствами.The properties of uncured FPC and the matrix obtained during its photopolymerization are determined by the properties of the oligomers and modifiers included in its composition. Often, the properties of the cured polymer are also influenced by the ratio of different oligomeric structures. Due to the great demand for FPC in a wide variety of fields, there is an ever-increasing need for new materials with a wide variety of properties.
Из уровня техники известен состав фотополимеризующейся композиции для формирования негорючих покрытий, включающая компоненты при следующих соотношениях, мас.ч.: полиуретановый каучук марки СКУ-8ТБ 22,5-27,5, диглицидиловый эфир гомоолигомера эпихлоргидрина Э-181 77,5-72,5, диметакрилат ФОМ-2 40, 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид 2, гексафторфосфат дифенилйодония 3 (RU2655973). Техническим результатом изобретения является получение негорючих покрытий с улучшенными эластическими свойствами. Недостатком композиции является высокая текучесть, что препятствует формированию толстостенных (10-20 мм) элементов заделки трехслойных сэндвичей, отверждающихся после однократного нанесения.The composition of a photopolymerizing composition for the formation of non-flammable coatings is known from the prior art, including components in the following ratios, parts by weight: polyurethane rubber of the SKU-8TB brand 22.5-27.5, diglycidyl ether of the epichlorohydrin homo-oligomer E-181 77.5-72, 5, dimethacrylate FOM-2 40, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide 2, diphenyliodonium hexafluorophosphate 3 (RU2655973). The technical result of the invention is the production of non-flammable coatings with improved elastic properties. The disadvantage of the composition is its high fluidity, which prevents the formation of thick-walled (10-20 mm) sealing elements of three-layer sandwiches that harden after a single application.
Из уровня техники известна жидкая фотополимеризующаяся композиция для лазерной стереолитографии с использованием светового излучения, содержащая фотополимеризующуюся основу из смеси метакриловых и уретанметакриловых олигомеров и фотоинициатор, где в качестве основы композиция содержит смесь ди(мет)акриловых олигомеров и (мет)акрилового мономера, содержащая (RU2685211):A liquid photopolymerizing composition for laser stereolithography using light radiation is known from the prior art, containing a photopolymerizing base from a mixture of methacrylic and urethane methacrylic oligomers and a photoinitiator, where as a base the composition contains a mixture of di(meth)acrylic oligomers and a (meth)acrylic monomer containing (RU2685211 ):
16-33 вес.% ди(мет)акрилового олигоэфира формулы16-33 wt.% di(meth)acrylic oligoester of the formula
, ,
где R1=Н, СН3; R2=Н, СН3, C6H5; R3 = орто-Cl, Н; число звеньев n варьируется от 1 до 5,where R 1 =H, CH 3 ; R 2 =H, CH 3 , C 6 H 5 ; R 3 = ortho-Cl, H; the number of links n varies from 1 to 5,
16-33 вес.% (мет)акрилового (фенил)эфирного мономера формулы16-33 wt.% (meth)acrylic (phenyl)ether monomer of the formula
, ,
где R4=Н, СН3, C6H5; R5 = орто-СН3, орто-C4H9, орто-Cl или пара-СН3, пара-С4Н9, пара-Cl,where R 4 =H, CH 3 , C 6 H 5 ; R 5 = ortho-CH 3 , ortho-C 4 H 9 , ortho-Cl or para-CH 3 , para-C 4 H 9 , para-Cl,
16-33 вес.% ди(мет)акрилового олигогликоля формулы16-33 wt.% di(meth)acrylic oligoglycol of the formula
где R=Н, СН3, а число звеньев в цепи варьируется от 2 до 4,where R=H, CH 3 , and the number of links in the chain varies from 2 to 4,
16-33 вес.% олигоуретанди(мет)акрилата формулы16-33 wt.% oligourethane di(meth)acrylate of the formula
где n=1-2, а боковые звенья, заместителиwhere n=1-2, and side units, substituents
, ,
а такжеand
фотоинициатор 2,2′-диметокси-2-фенилацетофенон, причем основа и фотоинициатор взяты в соотношении, вес.%:photoinitiator 2,2′-dimethoxy-2-phenylacetophenone, wherein the base and photoinitiator are taken in the ratio, wt.%:
фотополимеризующаяся основа - смесь всех олигомеров и мономеров 96-98;photopolymerizing base - a mixture of all oligomers and monomers 96-98;
фотоинициатор 2-4.photoinitiator 2-4.
Известная композиция стабильна при хранении ФПК с хорошей текучестью, обеспечивающей высокую производительность действующих стереолитографических установок отечественного и импортного производства, обладающую конкурентоспособной ценой, а также позволяющую получать трехмерные модели с механическими и физико-химическими свойствами выше, чем у трехмерных моделей, полученных на основе существующих в настоящий момент фотополимеризуемых композиций. Однако, для применения в качестве пасты для заделки торцев и упрочнения композиция обладает низкой вязкостью, а также высокой плотностью, что приводит к увеличению удельного веса трехслойной конструкции.The known composition is stable during storage of FPC with good fluidity, which ensures high performance of existing stereolithographic installations of domestic and foreign production, has a competitive price, and also makes it possible to obtain three-dimensional models with mechanical and physico-chemical properties higher than those of three-dimensional models obtained on the basis of existing the present moment of photopolymerizable compositions. However, for use as a paste for sealing ends and strengthening, the composition has low viscosity as well as high density, which leads to an increase in the specific gravity of the three-layer structure.
Известен ремонтный состав, состоящий из смоляной части с целевыми добавками (А) и отвердителя (Б) (RU2573518). Компонент А включает эпоксидную смолу, органический растворитель и/или разбавитель, дисперсный наполнитель или их смесь. Компонент Б включает аминный отвердитель, дополнительно может содержать органический растворитель. Наличие органического растворителя в рецептуре ремонтного состава отрицательно сказывается на его химстойкости и адгезионных свойствах, что ограничивает возможность его применения для ремонта конструкций, подверженных действию агрессивных сред.A known repair composition consists of a resin part with targeted additives (A) and a hardener (B) (RU2573518). Component A includes an epoxy resin, an organic solvent and/or diluent, a dispersed filler, or a mixture thereof. Component B includes an amine hardener and may additionally contain an organic solvent. The presence of an organic solvent in the repair composition formulation negatively affects its chemical resistance and adhesive properties, which limits the possibility of its use for repairing structures exposed to aggressive environments.
Из уровня техники известно эпоксидное связующее для клеевых, заливочных, герметизирующих и ремонтных составов, включающее эпоксидиановую смолу ЭД-20 или эпоксидную смолу ЭА, низкомолекулярную полиамидную смолу ПО-300 в качестве отвердителя и эпоксиуритановый каучук с содержанием свободных эпоксидных групп 3,3-3,7%, представляющий собой продукт взаимодействия олигопропиленоксиддиола с молекулярной массой 2000 и 2,4-толуилендиизоцианата с последующей обработкой глицидолом (RU2749380). Известное связующее предназначено для использования при экстремальных температурах Арктики и Крайнего Севера (до минус 70°С) и обладает повышенными деформационными свойствами отвержденной композиции в широком интервале температур при сохранении высокой прочности и возможности отверждения при комнатной температуре. Недостатком применения в серийном производстве данной композиции для заделки торцов трехслойных панелей является длительность процесса приобретения конечной прочности (до 48 часов) и высокая плотность полученных элементов по сравнению с удельной плотностью самих сэндвич панелей.An epoxy binder for adhesive, potting, sealing and repair compositions is known from the prior art, including epoxy resin ED-20 or epoxy resin EA, low-molecular polyamide resin PO-300 as a hardener and epoxy-urethane rubber containing free epoxy groups of 3.3-3, 7%, which is a product of the reaction of oligopropylene oxide diol with a molecular weight of 2000 and 2,4-toluene diisocyanate, followed by treatment with glycidol (RU2749380). The known binder is intended for use at extreme temperatures of the Arctic and Far North (up to minus 70°C) and has increased deformation properties of the cured composition over a wide temperature range while maintaining high strength and the ability to cure at room temperature. The disadvantage of using this composition in mass production for sealing the ends of three-layer panels is the duration of the process of acquiring final strength (up to 48 hours) and the high density of the resulting elements compared to the specific density of the sandwich panels themselves.
Из уровня техники известна полимерная композиция, содержащая эпоксидный олигомер, олигоамидоамин, полые стеклянные микросферы, аммоний фосфорнокислый, алифатический амин, катализатор, каучук и порошкообразный наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч. (RU2471830):A polymer composition is known from the prior art containing an epoxy oligomer, oligoamidoamine, hollow glass microspheres, ammonium phosphate, aliphatic amine, catalyst, rubber and powder filler in the following ratio of components, parts by weight. (RU2471830):
Эпоксидный олигомер 29,0-35,0Epoxy oligomer 29.0-35.0
Олигоамидоамин 4,0-7,0 Oligoamidoamine 4.0-7.0
Полые стеклянные микросферы 25,0-33,0Hollow glass microspheres 25.0-33.0
Аммоний фосфорнокислый 15,0-21,5Ammonium phosphate 15.0-21.5
Алифатический амин 8,0-12,0Aliphatic amine 8.0-12.0
Катализатор 0,5-1,0Catalyst 0.5-1.0
Каучук 3,0-6,0Rubber 3.0-6.0
Порошкообразный наполнитель 2,5-3,5Powder filler 2.5-3.5
Известная полимерная композиция отверждается в течение 6-12 часов при комнатной температуре и обладает более высокой прочностью при сжатии и ударной вязкостью. Однако, при массовом производстве трехслойных сендвич-панелей требуется механическая обработка после нанесения и окраска, что при применении данной композиции возможно только после полной полимеризации и композиция имеет недостаточно высокие прочностные показатели после отверждения. Также композиция не пригодна для применения порошковых красителей, вводимых в саму композицию.The known polymer composition cures within 6-12 hours at room temperature and has higher compressive strength and toughness. However, the mass production of three-layer sandwich panels requires mechanical processing after application and painting, which when using this composition is possible only after complete polymerization and the composition does not have high enough strength indicators after curing. Also, the composition is not suitable for the use of powder dyes introduced into the composition itself.
Таким образом, техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в необходимости преодоления недостатков, присущих аналогам и прототипу за счет создания полимерных изделий с более высокими прочностными характеристиками и рабочими температурами.Thus, the technical problem solved by means of the claimed invention lies in the need to overcome the disadvantages inherent in analogues and the prototype by creating polymer products with higher strength characteristics and operating temperatures.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Техническим результатом заявляемого изобретения является получение полимерных изделий с более высокими прочностными характеристиками - 100-120 МПа и рабочими температурами от -50°С до +70°С, наиболее эффективным вариантом является сочетание отверждения под воздействием УФ-излучения с последующим термодоотверждением, что позволяет сократить временя отверждения композиции, упростить технологию закрытия торцев, заполнения технологических пустот или проведения ремонтных работ. Дополнительным преимуществом заявляемой композиции является то, что в процессе эксплуатации композиция не допускает растрескивания, отслоения, хорошо "принимает" порошковую окраску, не горюча и не токсична.The technical result of the claimed invention is the production of polymer products with higher strength characteristics - 100-120 MPa and operating temperatures from -50°C to +70°C; the most effective option is a combination of curing under the influence of UV radiation followed by thermal curing, which allows reducing curing time of the composition, simplify the technology for closing ends, filling technological voids or carrying out repair work. An additional advantage of the claimed composition is that during operation the composition does not allow cracking or peeling, takes powder coating well, is non-flammable and non-toxic.
Технический результат достигается заявляемой фотополимеризующейся композицией для местного упрочнения конструкций в зонах установки закладных элементов, заполнения пустот в сэндвич-панелях и заделки торцов трехслойных конструкций, включающая эпоксидный олигомер, полиамидную смолу и олигоэфиракрилат, взятые в массовом соотношении 1:1:1 с допустимой величиной погрешности не превышающей 10%, полые стеклянные микросферы, взятые в массовом соотношении от 1 до 1,3 по отношению к эпоксидному олигомеру, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон в качестве фотоинициатора, взятого в массовом соотношении от 0,1 до 0,3 по отношению к эпоксидному олигомеру, диспергированный в бутилацетате нанопорошок окиси гидроксида алюминия, взятый в массовом соотношении от 0,05 до 0,06 по отношению к эпоксидному олигомеру и порошкообразный краситель, взятый в массовом соотношении от 0,1 до 0,2 по отношению к эпоксидному олигомеру.The technical result is achieved by the claimed photopolymerizing composition for local strengthening of structures in areas where embedded elements are installed, filling voids in sandwich panels and sealing the ends of three-layer structures, including epoxy oligomer, polyamide resin and oligoester acrylate, taken in a mass ratio of 1:1:1 with an acceptable error value not exceeding 10%, hollow glass microspheres, taken in a mass ratio of 1 to 1.3 relative to the epoxy oligomer, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone as a photoinitiator, taken in a mass ratio of 0.1 to 0.3 in relation to the epoxy oligomer, aluminum hydroxide nanopowder dispersed in butyl acetate, taken in a mass ratio from 0.05 to 0.06 in relation to the epoxy oligomer and powdered dye, taken in a mass ratio from 0.1 to 0.2 in relation to epoxy oligomer.
Предпочтительно заявляемая фотополимеризующаяся композиция содержит эпоксидный олигомер, полиамидную смолу, олигоэфиракрилат, полые стеклянные микросферы, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон, диспергированный в бутилацетате нанопорошок окиси гидроксида алюминия и порошкообразный краситель при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):Preferably, the claimed photopolymerizing composition contains an epoxy oligomer, a polyamide resin, an oligoester acrylate, hollow glass microspheres, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, aluminum hydroxide nanopowder dispersed in butyl acetate and a powdered dye in the following component ratio (parts by weight):
- эпоксидный олигомер 20-23,- epoxy oligomer 20-23,
- полиамидную смолу 20-25,- polyamide resin 20-25,
- олигоэфиракрилат 20-23,- oligoether acrylate 20-23,
- полые стеклянные микросферы 25-33,- hollow glass microspheres 25-33,
- фотоинициатор – 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон 3,- photoinitiator – 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone 3,
- диспергированный в бутилацетате нанопорошок окиси гидроксида алюминия 1,- nanopowder of aluminum hydroxide 1 dispersed in butyl acetate,
- порошкообразный краситель 2,5-3,5.- powdered dye 2.5-3.5.
При этом эпоксидный олигомер, выбирают из группы, включающей диаковые олигомеры, эпоксиноволачные олигомеры, олигомеры на основе резорцина и его производных, азотсодержащие олигомеры, алифатические олигомеры, галогенсодержащие олигомеры, сложные диглицидиловые зфиры, циклоалифатические олигомеры. Полиамидную смолу выбирают из группы, включающей алифатические полиамиды, ароматические и полуароматические полиамиды, стеклонаполненные полиамиды. В качестве олигоэфиракрилата используют разветвленные олигомеры, содержащие на концах молекул и в боковых ответвлениях две или более акриловых групп.In this case, the epoxy oligomer is selected from the group including diac oligomers, epoxy novolac oligomers, oligomers based on resorcinol and its derivatives, nitrogen-containing oligomers, aliphatic oligomers, halogen-containing oligomers, complex diglycidyl esters, cycloaliphatic oligomers. The polyamide resin is selected from the group consisting of aliphatic polyamides, aromatic and semi-aromatic polyamides, and glass-filled polyamides. Branched oligomers containing two or more acrylic groups at the ends of the molecules and in the side branches are used as oligoether acrylate.
Технический результат также достигается способом отверждения заявляемой фотополимеризующейся композиции, включающий проведение обработки УФ-излучением в течение 7-10-ти минут на первом этапе и проведение доотверждения при комнатной температуре в течение 10-12 часов или при температуре 100±5°С в течение 3-4 часов на втором.The technical result is also achieved by the method of curing the claimed photopolymerizing composition, including treatment with UV radiation for 7-10 minutes at the first stage and post-curing at room temperature for 10-12 hours or at a temperature of 100±5°C for 3 -4 hours on the second.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Все используемые реагенты являются коммерчески доступными, все процедуры, если не оговорено особо, осуществляли при комнатной температуре или температуре окружающей среды, то есть в диапазоне от 18 до 25ºC.All reagents used are commercially available and all procedures, unless otherwise stated, were carried out at room or ambient temperature, i.e. in the range of 18 to 25ºC.
Приготовление смеси. Preparation of the mixture .
При комнатной температуре вносятся расчетные количества эпоксидного олигомера, полиамидной смолы, олигоэфиракрилата, предпочтительно в соотношении весовых частей 20:20:20, затем смесь нагревают до 40-45°С и перемешивают со скоростью 400-450 об/мин при помощи магнитной мешалки в течение 30-35 мин. К полученной смеси добавляют полые стеклянные микросферы, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон, диспергированный в бутилацетате нанопорошок окиси гидроксида алюминия, порошкообразный краситель, предпочтительно в соотношении весовых частей 25:3:1:3, далее смесь выдерживают при 70-75°С до полного растворения фотоинициатора, после чего смесь охлаждают до комнатной температуры. Требуемая вязкость смеси регулируется добавлением бутилацетата (Нормативная документация: ПИ 1.2.260–84, ОСТ 1 90281–86 (отдельные компоненты).At room temperature, calculated amounts of epoxy oligomer, polyamide resin, oligoester acrylate are added, preferably in a ratio by weight of 20:20:20, then the mixture is heated to 40-45°C and stirred at a speed of 400-450 rpm using a magnetic stirrer for 30-35 min. Hollow glass microspheres, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, aluminum hydroxide nanopowder dispersed in butyl acetate, powdered dye are added to the resulting mixture, preferably in a weight ratio of 25:3:1:3, then the mixture is kept at 70-75° C until the photoinitiator is completely dissolved, after which the mixture is cooled to room temperature. The required viscosity of the mixture is regulated by the addition of butyl acetate (Regulatory documentation: PI 1.2.260–84, OST 1 90281–86 (individual components).
Для полимеризации композиции используют прямую ультрафиолетовую засветку. Выбранный состав смол более чувствителен к свету и имеет в своем составе меньшее количество олигомеров, вследствие чего обладает меньшей вязкостью. Также композиция на основе этих смол после полимеризации имеет упруго-прочностные и термомеханические свойства, близкие к отвержденным материалам на основе эпоксидных смол, и при этом обладают значительно более высокой химической стойкостью. Фотоинициатор выбран отечественного производства 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон. Первый этап отверждения фотокомпозиции осуществляют под воздействием некогерентного УФ-излучения. Наиболее высокие температуры стеклования отвержденной фотокомпозиции отмечаются при содержании фотоинициатора 3% по массе и воздействии не более 10 минут.Direct ultraviolet illumination is used to polymerize the composition. The selected resin composition is more sensitive to light and contains a smaller number of oligomers, as a result of which it has lower viscosity. Also, a composition based on these resins after polymerization has elastic-strength and thermomechanical properties close to cured materials based on epoxy resins, and at the same time have significantly higher chemical resistance. The photoinitiator chosen was domestically produced 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone. The first stage of curing the photo composition is carried out under the influence of incoherent UV radiation. The highest glass transition temperatures of the cured photocomposition are observed with a photoinitiator content of 3% by weight and exposure for no more than 10 minutes.
На втором этапе проводят окончательное доотвеждение композиции в течение 10-12 часов при комнатной температуре или в течение 3-4 часов при температуре 100°С.At the second stage, the final curing of the composition is carried out for 10-12 hours at room temperature or for 3-4 hours at a temperature of 100°C.
Применение полых стеклосфер дополнительно к уменьшению усадки, уменьшению плотности, повышению трещино-устойчивости позволяет увеличить светопрозрачность материала, что в свою очередь позволяет провести УФ-полимеризацию на глубину до 15-20 мм за один проход.The use of hollow glass spheres, in addition to reducing shrinkage, reducing density, and increasing crack resistance, makes it possible to increase the translucency of the material, which in turn allows UV polymerization to a depth of 15-20 mm in one pass.
В качестве эпоксидного олигомера используют эпоксидные олигомеры, выбранные из следующих групп:Epoxy oligomers selected from the following groups are used as the epoxy oligomer:
а) диаковые, например ЭД-8, ЭД-10, ЭД-14, ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22 (ГОСТ 10587--76) (цифра указывает нижний предел нормы содержания эпоксидных групп), а также Э-40, Э-44, Э-49;a) diac, for example ED-8, ED-10, ED-14, ED-16, ED-20, ED-22 (GOST 10587--76) (the number indicates the lower limit of the content of epoxy groups), as well as E- 40, E-44, E-49;
б) эпоксиноволачные - ЭМ-бг УП-546, УП-642, ЭТФ и др.;b) epoxy novolacic - EM-bg UP-546, UP-642, ETF, etc.;
в) на основе резорцина и его производных- УП-63, УП-635, УП-637;c) based on resorcinol and its derivatives - UP-63, UP-635, UP-637;
г) азотсодержащие - ЭЦ, ЭА, УП-610, УП-622 и др.;d) nitrogen-containing - EC, EA, UP-610, UP-622, etc.;
д) алифатические - МЭГ-1, ДЭГ-1, ТЭГ-1, ЭЭТ-1, Э-181 и др.;e) aliphatic - MEG-1, DEG-1, TEG-1, EET-1, E-181, etc.;
с) галогенсодержащие - УП-631, УП-614, Э-.181, ЭДХ и др.;c) halogen-containing - UP-631, UP-614, E-.181, EDH, etc.;
ж) сложные диглицидиловые зфиры - УП-640 и др.;g) complex diglycidyl zphyrs - UP-640, etc.;
з) циклоалифатические -- УП-612, УП-631 и др.h) cycloaliphatic - UP-612, UP-631, etc.
Алифатические эпоксидные олигомеры имеют низкую молекулярную массу (170--460) и вязкость (0,25--1,25 Па-с) и значительное содержание эпоксигрупп (19--33%). Поэтому их применяют для разбавления диановых эпоксидных полимеров. Aliphatic epoxy oligomers have low molecular weight (170-460) and viscosity (0.25-1.25 Pa-s) and a significant content of epoxy groups (19-33%). Therefore, they are used for diluting diane epoxy polymers.
В последнее время большое внимание уделяется созданию эпоксидных материалов с пониженной горючестью. Промышленностью выпускаются галогеносодержащие олигомеры, которые по структуре: не отличаются от диановых, но содержат в цепи атомы галогенов, которые обеспечивают пониженную горючесть отвержденных композиций. Recently, much attention has been paid to the creation of epoxy materials with reduced flammability. The industry produces halogen-containing oligomers, which in structure: do not differ from diane, but contain halogen atoms in the chain, which provide reduced flammability of cured compositions.
Эпоксидные олигомеры на основе диоксидифенилпропана представляют собой термопластичные продукты, имеющие цвет от желтого до коричневого и консистенцию от вязкой жидкости до твердого хрупкого вещества. Хорошо растворяются в кетонах, сложных эфирах, диоксане и хлорбензоле; лучше - в метилэтилкетоне, метилциклогексане, диацетоновом спирте. Низкомолекулярные олигомеры растворяются также в спирте и ароматических углеводородах. Растворы и расплавы этих олигомеров могут храниться длительное время без изменений.Epoxy oligomers based on dioxydiphenylpropane are thermoplastic products ranging in color from yellow to brown and consistency from a viscous liquid to a brittle solid. Well soluble in ketones, esters, dioxane and chlorobenzene; better - in methyl ethyl ketone, methyl cyclohexane, diacetone alcohol. Low molecular weight oligomers also dissolve in alcohol and aromatic hydrocarbons. Solutions and melts of these oligomers can be stored for a long time without changes.
Наличие в молекуле олигомера эпоксидных и гидроксильных групп, способных реагировать со многими веществами, в зависимости от функциональности этих веществ дает возможность получать либо модифицированные термопластичные полимеры, либо отвержденные полимеры, характеризующиеся неплавкостыо и нерастворимостью.The presence in the oligomer molecule of epoxy and hydroxyl groups capable of reacting with many substances, depending on the functionality of these substances, makes it possible to obtain either modified thermoplastic polymers or hardened polymers characterized by infusibility and insolubility.
В качестве полиамидной смолы используют полиамидные материалы, выбранные из алифатических полиамидов, ароматических и полуароматических полиамидов и стеклонаполненных полиамидов. Группа алифатических полиамидов состоит, в свою очередь из нескольких подгрупп - кристаллизирующихся гомополимеров, кристаллизирующихся сополимеров и аморфных полимеров. Группа ароматических и полуароматических полиамидов (РАА) представлена кристаллизирующимися соединениями полифталамидов и некоторыми аморфными веществами, такими как полиамид-6-3-Т. Стеклонаполненные полиамиды, вещества этой группы называются также композитными модифицированными полиамидами, состоят из вяжущей смолы с наполнителем из стеклянных шариков и структурированных волокон, например полиамид марки ПА 610-ДС ГОСТ 17648-83.Polyamide materials selected from aliphatic polyamides, aromatic and semi-aromatic polyamides and glass-filled polyamides are used as the polyamide resin. The group of aliphatic polyamides consists, in turn, of several subgroups - crystallizing homopolymers, crystallizing copolymers and amorphous polymers. The group of aromatic and semi-aromatic polyamides (PAA) is represented by crystallizing polyphthalamide compounds and some amorphous substances, such as polyamide-6-3-T. Glass-filled polyamides, substances in this group are also called composite modified polyamides, consist of a binder resin filled with glass beads and structured fibers, for example polyamide PA 610-DS GOST 17648-83.
В качестве олигоэфиракрилата используют разветвленные олигомеры, содержащие на концах молекул и в боковых ответвлениях две или более (соответственно ди- и полифункциональные) акриловых групп.Branched oligomers containing two or more (di- and polyfunctional, respectively) acrylic groups at the ends of the molecules and in the side branches are used as oligoether acrylate.
Диспергированный в бутилацетате нанопорошок окиси гидроксида алюминия получают перемешиванием в УЗ мешалке в течение 10 мин. Применялся ультразвуковой генератор УЗГ, выходная мощность которого 100 Вт, частота - 22 кГц, с регулируемой мощностью излучения.Aluminum hydroxide nanopowder dispersed in butyl acetate is obtained by stirring in an ultrasonic mixer for 10 minutes. An ultrasound generator was used, the output power of which was 100 W, frequency - 22 kHz, with adjustable radiation power.
В качестве порошкообразного наполнителя может быть использована двуокись титана пигментная белая марки Р-02 по ГОСТ 9808-84, окись хрома пигментная ОХП-1 по ГОСТ 2912-79, пигмент жаростойкий №685 по ТУ 2364-017-00303835-96.As a powder filler, titanium dioxide pigment white grade R-02 according to GOST 9808-84, pigment chromium oxide OHP-1 according to GOST 2912-79, heat-resistant pigment No. 685 according to TU 2364-017-00303835-96 can be used.
Изготовленные фотокомпозиции отверждали под воздействием некогерентного УФ-излучения (под лампой марки УФО-32/16 фирмы «Сампол») в разборных формах, обработанных антиадгезионной смазкой. Форма представляет собой металлическую рамку с прямоугольным отверстием размером 80×10×4 мм и УФ-прозрачной стеклянной подложкой.The produced photo compositions were cured under the influence of incoherent UV radiation (under a UFO-32/16 lamp from Sampol) in collapsible forms treated with an anti-adhesive lubricant. The mold is a metal frame with a rectangular hole measuring 80x10x4 mm and a UV transparent glass substrate.
Пример 1.Example 1.
При комнатной температуре 200 г эпоксидного олигомера, 200 г полиамидной смолы, 200 г олигоэфиракрилата вносили в химический стакан лабораторный №8 (ГОСТ 9147-80), затем смесь нагревали до 40°С и перемешивали со скоростью 400 об/мин при помощи магнитной мешалки в течение 30 мин. К полученной смеси добавляли 250 г полых стеклянных микросфер, 20 г 2,2-диметокси-2-фенилацетофенона, 10 г диспергированного в бутилацетате нанопорошка окиси гидроксида алюминия, 30 г порошкообразного красителя в виде пасты (смесь колорантов с полимером) марки «Полимер О» для колеровки, смесь выдерживали при 70°С до полного растворения фотоинициатора, после чего смесь охлаждали до комнатной температуры. Вязкость смеси регулировали добавлением 15 мл бутилацетата.At room temperature, 200 g of epoxy oligomer, 200 g of polyamide resin, 200 g of oligoester acrylate were added to a laboratory beaker No. 8 (GOST 9147-80), then the mixture was heated to 40°C and stirred at a speed of 400 rpm using a magnetic stirrer in for 30 minutes. To the resulting mixture were added 250 g of hollow glass microspheres, 20 g of 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 10 g of aluminum hydroxide nanopowder dispersed in butyl acetate, 30 g of powdered dye in the form of a paste (a mixture of colorants with a polymer) brand “Polymer O” for tinting, the mixture was kept at 70°C until the photoinitiator was completely dissolved, after which the mixture was cooled to room temperature. The viscosity of the mixture was adjusted by adding 15 ml of butyl acetate.
В заранее подготовленную форму вносили 40 г полученного образца и отверждали УФ-излучением в течение 15 мин. После чего отвержденные образцы извлекали из формы Доотверждение фотополимерной композиции проводили в сушильном шкафу при температуре 100°С в течение 3 ч.40 g of the resulting sample was added to a pre-prepared mold and cured with UV radiation for 15 minutes. After that, the cured samples were removed from the mold. Post-curing of the photopolymer composition was carried out in a drying cabinet at a temperature of 100°C for 3 hours.
Пример 2.Example 2.
При комнатной температуре 200 г эпоксидного олигомера, 200 г полиамидной смолы, 200 г олигоэфиракрилата вносили в химический стакан лабораторный №8 (ГОСТ 9147-80), затем смесь нагревали до 40°С и перемешивали со скоростью 400 об/мин при помощи магнитной мешалки в течение 30 мин. К полученной смеси добавляли 250 г полых стеклянных микросфер, 30 г 2,2-диметокси-2-фенилацетофенона, 10 г диспергированного в бутилацетате нанопорошка окиси гидроксида алюминия, 30 г порошкообразного красителя в виде пасты (смесь колорантов с полимером) марки «Полимер О» для колеровки массы, смесь выдерживали при 70°С до полного растворения фотоинициатора, после чего смесь охлаждали до комнатной температуры. Вязкость смеси регулировали добавлением 12 мл бутилацетата.At room temperature, 200 g of epoxy oligomer, 200 g of polyamide resin, 200 g of oligoester acrylate were added to a laboratory beaker No. 8 (GOST 9147-80), then the mixture was heated to 40°C and stirred at a speed of 400 rpm using a magnetic stirrer in for 30 minutes. To the resulting mixture were added 250 g of hollow glass microspheres, 30 g of 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 10 g of aluminum hydroxide nanopowder dispersed in butyl acetate, 30 g of powdered dye in the form of a paste (a mixture of colorants with a polymer) brand “Polymer O” To color the mass, the mixture was kept at 70°C until the photoinitiator was completely dissolved, after which the mixture was cooled to room temperature. The viscosity of the mixture was adjusted by adding 12 ml of butyl acetate.
В заранее подготовленную форму вносили 40 г полученного образца и отверждали УФ-излучением в течение 10 мин. После чего отвержденные образцы извлекали из формы Доотверждение фотополимерной композиции проводили при комнатной температуре в течение 12 ч.40 g of the resulting sample was added to a pre-prepared mold and cured with UV radiation for 10 minutes. After that, the cured samples were removed from the mold. Post-curing of the photopolymer composition was carried out at room temperature for 12 hours.
В заранее подготовленную форму вносили 40 г полученного образца и отверждали УФ-излучением в течение 7 мин. После чего отвержденные образцы извлекали из формы Доотверждение фотополимерной композиции проводили в сушильном шкафу при температуре 120°С в течение 2 ч.40 g of the resulting sample was added to a pre-prepared mold and cured with UV radiation for 7 minutes. After that, the cured samples were removed from the mold. Post-curing of the photopolymer composition was carried out in a drying cabinet at a temperature of 120°C for 2 hours.
Методы исследованияResearch methods
Реологические испытания образцов проводили:Rheological tests of samples were carried out:
– на ротационном визкозиметре Брукфильда марки DV-LV II+pro (изотермический режим при температурах 20, 25 и 30°С);– on a Brookfield rotational viscometer brand DV-LV II+pro (isothermal mode at temperatures of 20, 25 and 30°C);
Теплофизические испытания проводили на дифференциальном сканирующем калориметре фирмы Netzsch (Германия) с интервалом рабочих температур от -100 до +400°С и скоростью нагрева 10°С/мин.Thermophysical tests were carried out on a differential scanning calorimeter from Netzsch (Germany) with an operating temperature range from -100 to +400°C and a heating rate of 10°C/min.
Термомеханические испытания проводили на приборе DMA 242 C фирмы Netzsch (Германия) с диапазоном рабочих температур от -170 до +600°С и скоростью нагрева 0,01–20 К/мин. Thermo-mechanical tests were carried out on a DMA 242 C device from Netzsch (Germany) with an operating temperature range from -170 to +600°C and a heating rate of 0.01–20 K/min.
Для проведения испытания изготавливали образцы размером 10×50 мм.For testing, samples measuring 10×50 mm were made.
Физико-механические испытания при растяжении (ГОСТ 11262) и статическом изгибе (ГОСТ 4648) при температурах 20 и 120°С проводили на разрывной машине Тиратест 2300. Для каждой серии испытаний выбрано по 6 образцов отвержденных композиций.Physico-mechanical tests in tension (GOST 11262) and static bending (GOST 4648) at temperatures of 20 and 120°C were carried out on a Tiratest 2300 tensile testing machine. For each series of tests, 6 samples of cured compositions were selected.
Фотоотверждение композиции под воздействием некогерентного УФ-излучения показало, что наиболее высокие температуры стеклования отвержденных фотокомпозиций отмечаются при содержании фотоинициатора 3% (по массе), однако его увеличение до 4% (по массе) приводит к снижению теплостойкости полимерной системы. При этом экспозиция под воздействием УФ-излучения более 10 мин не позволяет значительно увеличить термомеханические свойства фотокомпозиции.Photocuring of the composition under the influence of incoherent UV radiation showed that the highest glass transition temperatures of the cured photocompositions are observed when the photoinitiator content is 3% (by weight), but its increase to 4% (by weight) leads to a decrease in the heat resistance of the polymer system. In this case, exposure to UV radiation for more than 10 minutes does not significantly increase the thermomechanical properties of the photo composition.
Для определения влияния процесса доотверждения при повышенной температуре образцы, отвержденные под воздействием некогерентного УФ-излучения в течение 10 мин, дополнительно доотверждены в тепловентиляционном шкафу при температурах: 100°С – в течение 3 ч и 120°С в течение 2 ч. Полученные образцы исследованы методом ДСК для определения оставшегося теплового эффекта.To determine the effect of the post-curing process at elevated temperatures, samples cured under the influence of incoherent UV radiation for 10 minutes were additionally post-cured in a heat-ventilated cabinet at temperatures: 100°C for 3 hours and 120°C for 2 hours. The resulting samples were examined. DSC method to determine the remaining thermal effect.
Исследования показали, что после термообработки при температурах выше 100°С тепловой эффект реакции доотверждения существенно снижается и после термообработки при температуре 120°С практически отсутствует. Studies have shown that after heat treatment at temperatures above 100°C, the thermal effect of the post-curing reaction is significantly reduced and after heat treatment at a temperature of 120°C is practically absent.
За счет закрытия торцов сэндвич панелей с использованием заявляемой композиции, достигаются высокие показатели по термостойкости как торцов панелей, так и самих панелей. Также достигаются лучшие акустические характеристики и теплоизоляционные свойства. Дополнительным преимуществом заявляемой композиции являются достигаются лучшие по сравнению с аналогами показатели защиты от агрессивных сред, таких как жидкая или газовая среда, которые оказывают разрушительное действие на различные находящиеся в ней материалы, дождевая, речная или морская вода, водные растворы кислот, щелочей и солей, кислоты и щелочи, воздух и другие газы, содержащие кислород, хлор, окислы азота и другие химические вещества. Благодаря закрытию торцов панелей из алюминиевого сотового наполнителя с использованием заявляемой композиции существенно расширяется их область применения (морской и речной транспорт, химические производства, чистые зоны, наружная реклама и отделка зданий, авиакосмическая отрасль и т.д.), а также сокращаются затраты на производство, так как производство и нанесение данного материала дешевле чем все существующие способы закрытия торцов, которые используют конкурирующие решения (фрезеровка и загиб краев, облицовка профилями из различных материалов, грунтовка и покраска, прорезинивание, нанесение композитных материалов типа стекловолокна или тканей с различной пропиткой, гипсование, нанесение клеевой основы). К тому же в отличии от покраски, грунтовки, гипсования, нанесения прорезиненного состава и т.п. не происходит усадка материала вглубь панели, что улучшает как внешний вид изделий, так повышает их долговечность. Также компоненты заявляемой композиции позволяют добавлять различные колеры и тем самым придать изделию однородный цвет и сократить время и затраты на покраску торцов.By closing the ends of sandwich panels using the inventive composition, high heat resistance values are achieved for both the ends of the panels and the panels themselves. Better acoustic characteristics and thermal insulation properties are also achieved. An additional advantage of the claimed composition is that it achieves better protection against aggressive media compared to analogues, such as liquid or gaseous media that have a destructive effect on various materials contained in it, rain, river or sea water, aqueous solutions of acids, alkalis and salts, acids and alkalis, air and other gases containing oxygen, chlorine, nitrogen oxides and other chemicals. By closing the ends of panels made of aluminum honeycomb filler using the claimed composition, their scope of application is significantly expanded (sea and river transport, chemical production, clean areas, outdoor advertising and building decoration, aerospace industry, etc.), and production costs are also reduced , since the production and application of this material is cheaper than all existing methods of closing the ends that use competing solutions (milling and bending of edges, lining with profiles made of various materials, priming and painting, rubberizing, applying composite materials such as fiberglass or fabrics with various impregnations, gypsum , applying the adhesive base). Moreover, unlike painting, priming, plaster, applying a rubberized compound, etc. The material does not shrink deep into the panel, which improves both the appearance of the products and increases their durability. Also, the components of the inventive composition allow you to add different colors and thereby give the product a uniform color and reduce the time and cost of painting the ends.
Экспериментально установлены оптимальные соотношения олигоэфиракрилата и фотоинициатора – 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон для получения композиций, обладающих наибольшими термомеханическими характеристиками и повышенной степенью конверсии под воздействием УФ-излучения. Исследование механических характеристик композиций показало, что упруго-прочностные характеристики в отвержденных под действием некогерентного УФ-излучения образцах композиций увеличились на 10–15% и составили: прочность на разрыв 100-120 МПа, модуль Юнга 3,400-3,800 МПа.The optimal ratios of oligoester acrylate and photoinitiator - 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone - were experimentally established to obtain compositions with the highest thermomechanical characteristics and an increased degree of conversion under the influence of UV radiation. A study of the mechanical characteristics of the compositions showed that the elastic-strength characteristics in samples of the compositions cured under the influence of incoherent UV radiation increased by 10–15% and amounted to: tensile strength 100-120 MPa, Young's modulus 3,400-3,800 MPa.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818758C1 true RU2818758C1 (en) | 2024-05-03 |
Family
ID=
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU438204A3 (en) * | 1970-08-11 | 1974-07-30 | Калле Аг (Фирма) | Photopolymerizable copy composition |
| SU892406A1 (en) * | 1980-02-20 | 1981-12-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Полиграфической Промышленности | Adesive composition for photopolymeric printing plates |
| SU1150614A1 (en) * | 1983-11-16 | 1985-04-15 | Украинский Полиграфический Институт Им.Ив.Федорова | Photosetting oligoetheracrylate or oligocarbonatemetacrylate-based composition of photopolymeric printing plate underlayer |
| SU1289237A1 (en) * | 1985-01-09 | 1995-04-20 | Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Photo-polymerizing composition for dry film photoresistor |
| RU2138070C1 (en) * | 1994-05-05 | 1999-09-20 | Акционерное общество закрытого типа Совместное Российско-американское предприятие "Теком" | Process of modular photopolymerization, photopolymerizing composition |
| US7244548B2 (en) * | 2003-11-21 | 2007-07-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photopolymerizing composition and photopolymerizing recording medium manufactured using the same and used to manufacture 3D optical memory having ultra-high information storage capacity |
| RU2471830C1 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Polymer composition |
| RU2655973C2 (en) * | 2017-06-06 | 2018-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Photopolymerisable composition for formation of non-combustible coatings |
| RU2685211C2 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-16 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" | Liquid photopolymerizable composition for laser stereolithography |
| RU2749380C2 (en) * | 2018-11-06 | 2021-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) | Cold-cured epoxy binder |
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU438204A3 (en) * | 1970-08-11 | 1974-07-30 | Калле Аг (Фирма) | Photopolymerizable copy composition |
| SU892406A1 (en) * | 1980-02-20 | 1981-12-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Полиграфической Промышленности | Adesive composition for photopolymeric printing plates |
| SU1150614A1 (en) * | 1983-11-16 | 1985-04-15 | Украинский Полиграфический Институт Им.Ив.Федорова | Photosetting oligoetheracrylate or oligocarbonatemetacrylate-based composition of photopolymeric printing plate underlayer |
| SU1289237A1 (en) * | 1985-01-09 | 1995-04-20 | Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Photo-polymerizing composition for dry film photoresistor |
| RU2138070C1 (en) * | 1994-05-05 | 1999-09-20 | Акционерное общество закрытого типа Совместное Российско-американское предприятие "Теком" | Process of modular photopolymerization, photopolymerizing composition |
| US7244548B2 (en) * | 2003-11-21 | 2007-07-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photopolymerizing composition and photopolymerizing recording medium manufactured using the same and used to manufacture 3D optical memory having ultra-high information storage capacity |
| RU2471830C1 (en) * | 2011-07-04 | 2013-01-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Polymer composition |
| RU2655973C2 (en) * | 2017-06-06 | 2018-05-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Photopolymerisable composition for formation of non-combustible coatings |
| RU2685211C2 (en) * | 2017-10-10 | 2019-04-16 | Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" | Liquid photopolymerizable composition for laser stereolithography |
| RU2749380C2 (en) * | 2018-11-06 | 2021-06-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Пермский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук (ПФИЦ УрО РАН) | Cold-cured epoxy binder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5424644B2 (en) | Pre-preg and in-situ hardened surfaces prepared therefrom | |
| JP6839092B2 (en) | Low temperature curable epoxy resin primer or adhesive | |
| KR20180015215A (en) | UV curable epoxy / acrylate adhesive composition | |
| CN106380556A (en) | High-temperature-resistant high-toughness photo-cured resin for photo-curing 3D printing | |
| BR112018001264B1 (en) | Curable composition, process for producing a curable composition, cured article, and method for producing a prepreg or towpreg. | |
| CN108753022A (en) | A kind of UV-LED solidification repairing putty and preparation method thereof | |
| RU2818758C1 (en) | Polymer composition, method for its preparation and polymerization | |
| JPS5927916A (en) | Epoxy resin composition and workability improvement therefor | |
| EP1648621B1 (en) | Covalently compatible in-mold coating compositions for use with epoxy | |
| US5081168A (en) | Epoxy resin system for insitu rehabilitation of pipes | |
| JPH0776256B2 (en) | Curable coating composition | |
| Liu et al. | High-biobased polymerizable deep eutectic solvents for sustainable DLP printing: assembly welding and reprintable printing | |
| Sun et al. | Catechol-modified epoxy coatings with high adhesive strength on saturated concrete substrate | |
| US5855837A (en) | Thick, composite parts made from photopolymerizable compositions and methods for making such parts | |
| WO2023229827A1 (en) | Composition and production method for 3d printing construction material | |
| CN107365554A (en) | Active energy ray-curable composition and film | |
| CN110396390A (en) | A kind of ultra-violet curing structural film adhesive and preparation method thereof | |
| US11859079B2 (en) | Glycerol-based epoxy resins | |
| US5104691A (en) | Epoxy resin system for insitu rehabilitation of pipes | |
| KR100829151B1 (en) | Coating method for Super Gloss Coating and Products manufactured thereby | |
| JP5762402B2 (en) | Chemical-resistant mold and jig manufacturing method | |
| Parihar et al. | Basics of Self-healing Epoxy Systems—General Concepts, Behavior, and Mechanism | |
| KR100275897B1 (en) | Matrix using hybrid system of epoxy/unsaturated polyester resin | |
| JPH0130875B2 (en) | ||
| RU2437910C1 (en) | Gelcoat composition for glass fibre articles |