полимерная композиция

Классы МПК:C08L63/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов
C08L63/10 эпоксидные смолы, модифицированные ненасыщенными соединениями
C08L75/04 полиуретаны
C08K3/32 фосфорсодержащие соединения
C09K21/14 высокомолекулярные материалы
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Лапицкая Татьяна Валентиновна (RU),
Лапицкий Валентин Александрович (RU),
Сидорова Нина Ивановна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-11-03
публикация патента:

Изобретение относится к полимерной композиции на основе эпоксиуретановой смолы, используемой при изготовлении броневых покрытий, для вкладных зарядов баллистного твердого ракетного топлива, а также в качестве заливочных компаундов в электронике, электро- и радиотехнике, строительстве и других целей. Композиция содержит следующее соотношение компонентов, в мас.ч.: 100 эпоксиуретановой смолы, 15-65 ароматического аминного отвердителя, 10-100 полифосфата аммония, 10-170 наполнителя. Эпоксиуретановую смолу получают при перемешивании и нагревании эпоксидной составляющей и полиизоцианата, взятых в соотношении от 85:15 до 98:2, при температуре 50-120°С в течение от 50 до 210 минут. В качестве эпоксидной составляющей используют смесь эпоксидной смолы на основе 4,4'-диоксидифенилпропана с ММ от 340 до 600 (А), технического диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина (Б) и технического лапроксида, представляющего собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами с ММ от 250 до 900 (В). Компоненты А:Б:В берут в соотношении от 5:70:25 до 90:5:5. В качестве ароматического аминного отвердителя композиция содержит стабилизированную жидкую смесь ароматических аминов. Изобретение позволяет понизить вязкость и дымообразование, повысить жизнеспособность и устойчивость к многократным термоциклам от -60 до +80°С, а также получить высокие прочностные показатели. 4 табл.

Формула изобретения

Полимерная композиция для покрытия на основе эпоксиуретановой смолы, полученной при перемешивании и нагревании эпоксидной составляющей, включающей эпоксидную смолу на основе 4,4'-диоксидифенилпропана с техническим ароматическим полиизоционатом и ароматического аминного отвердителя, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной составляющей при получении эпоксиуретановой смолы использована смесь эпоксидной смолы на основе 4,4'-диоксидифенилпропана с ММ от 340 до 600 (А), технического диглицилового эфира полиэпихлоргидрина (Б) и технического лапроксида, представляющего собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами с ММ от 250 до 900 (В), в соотношении А:Б:В от 5:70:25 до 90:5:5 при соотношении эпоксидной составляющей (А+Б+В) с полиизоцианатом в соотношении от 85:15 до 98:2 и эпоксиуретановая смола, полученная путем перемешивания при температуре от 50 до 120°С в течение от 50 до 210 мин, а в качестве отвердителя использована стабилизированная жидкая смесь ароматических аминов, дополнительно полифосфат аммония и минеральный наполнитель, при этом композиция содержит, мас.ч.:

Эпоксиуретановая смола100
Отвердитель15÷65
Полифосфат аммония 10÷100
Наполнитель 10÷170

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксиуретановых смол, отвердителей, специальных добавок и минеральных наполнителей, которое может быть использовано для изготовлении броневых покрытий, для вкладных зарядов баллистного твердого ракетного топлива, а также в качестве заливочных компаундов в электронике, электро- и радиотехнике, строительстве и других целей.

Известны броневые покрытия для зарядов реактивных снарядов на основе эфиров целлюлозы (ацетилцеллюлозы). (Изобретения. Полезные модели. №11, ч.2, 2001 г. стр.420, заявка №2000126883120 от 30.10.2001 г.)

Недостатком такого бронепокрытия является низкая эрозионная стойкость и прочностные показатели, недостаточная деформационная теплостойкость, не обеспечивающая устойчивость при хранении снарядов на складах в странах с жарким климатом.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является полимерная композиция на основе эпоксиуретановых смол, полученных при взаимодействии эпоксидных смол с техническим ароматическим полиизоцианатом, представляющим собой смесь 4,41, 4,2 и 2,2 1 изомеров дифенилметандиизоцианатов и 3- и 4-ядерных три- и тетраизоцианатов - т.е. содержащих 3 или 4 бензольных кольца. (Лапицкий В.А., Криюук А.А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. - Киев: Наук. Думка. 1986, с.64-69.)

Указанная полимерная композиция обеспечивает получение материалов с высокими физико-механическими свойствами.

Недостатками описанной композиции является высокая вязкость или даже твердое состояние при 20°С, невысокое относительное удлинение, не обеспечивающее устойчивость к термоциклированию от -60 до +80°С, а также сильное дымообразование реактивных снарядов с бронепокрытием на ее основе.

Целью заявляемого технического решения является полимерная композиция с улучшенными свойствами - низкой вязкостью и повышенной жизнеспособностью, устойчивостью к многократным термоциклам от -60 до +80°С, пониженным дымообразованием и высокими прочностными показателями.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция на основе эпоксиуретановой смолы, полученной взаимодействием эпоксидной составляющей с техническим ароматическим полиизоцианатом, представляющим собой смесь изомеров дифенилметандиизоцианатов и 3- и 4-ядерных три- и тетраизоцианатов и ароматического аминного отвердителя, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидной составляющей при получении эпоксиуретановой смолы использована смесь эпоксидной смолы на основе 4,4' диоксидифенилпропана с ММ от 340 до 600 (А), технического диглицилового эфира полиэпихлоргидрана (Б) и технического лапроксида, представляющего собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами с ММ от 250 до 900 (В) в соотношении А:Б:В от 5:70:25 до 90:5:5 при соотношении эпоксидной составляющей (А+Б+В) с полиизоцианатом в соотношении от 85:15 до 98:2, и эпоксиуретановую смолу, полученную путем перемешивания при температуре от 50 до 120°С в течение от 50 до 210 мин, а в качестве отвердителя использована стабилизированная жидкая смесь ароматических аминов, дополнительно полифосфат аммония и минеральный наполнитель, при этом композиция содержит вес в мас.ч.:

Эпоксиуретановая смола 100
Отвердитель 15÷65
Полифосфат аммония 10÷100
Минеральный наполнитель10÷170

Указанное подтверждается примерами.

Пример 1.

Получение смоляной части.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают смесь эпоксидных смол - диановой на основе 4,4' диоксидифенилпропана с. М.М. 500 (марка ЭД-16) (А), (ГОСТ 10587-93), диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина (марка Э-181) (Б), ТУ 6-05-17-47-86, олигомера окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами - лапроксида (В) (марка Лапроксид 603) - М.М. 400, ТУ 2226-029-10488052-98, в соотношении А:Б:В=47:37:16, температуру поднимают до 85°С и приливают технический ароматический полиизоционат, ТУ 113-03-38-106-90, в соотношении смесь эпоксидных смол : полиизоционат = 91:9. Поддерживая температуру 65°С при работающей мешалке с числом оборотов не менее 60 об/мин, систему выдерживают в течение 130 мин, после чего полученную эпоксиуретановую смолу сливают в металлическую емкость и охлаждают до 20°С.

Эпоксиуретановая смола имеет следующие показатели:

Содержание эпоксидных групп - 18%;

Молекулярная масса - 1050;

Вязкость по В3-4 при 30°С - 400 сек.

Получение композиции.

В другой реактор загружают 100 мас.ч. полученной эпоксиуретановой смолы, после чего последовательно вводят 40 мас.ч. жидкой эвтектической смеси метафенилендиамина, 4,4' диоксидифенилпропана и технического парааминобензаланилина в соотношении 30:30:40, 55 мас.ч. полифосфата аммония и 90 мас.ч. наполнителя - маршалита.

Композицию перемешивают в течение 15 мин при Т=40°С, затем заливают в форму и отверждают при 60°С 6 часов.

Параметры получения смоляной части полимерной композиции по примерам 2÷8 приведены в таблице 1, а ее свойства - в таблице 2. Получение полимерной композиции по примерам 2÷8 в таблице 3.

Свойства полимерной композиции по примерам 1÷8 в сравнении с прототипом - в таблице 4.

Как видно из приведенной таблицы, заявляемая полимерная композиция обладает существенными преимуществами по сравнению с известными техническими решениями.

Таблица 1

Параметры осуществления способа получения эпоксиуретановых смол по примерам 2÷8.
Наименование параметров 
123 456 78
1 Соотношение компонентов А:Б:В 5:70:2590:5:547:37:16 47:37:1647:37:16 47:37:1647:37:16
2Соотношение эпоксидной составляющей и полиизоцианата91:9 полиизоцианат марки Б91:9 полиизоцианат марки Б 98:2 полиизоцианат марки А ТУ 113-03-38-106-90 85:15 полиизоцианат марки Т ТУ 6-10-1495-85 91:9 полиизоцианат марки Б91:9 полиизоцианат марки Б91:9 полиизоцианат марки Б
3Молекулярная масса (А) диановой смолы и марка500 ЭД-16 500 ЭД-16340 ЭД-22 600 ЭД-22500 ЭД-16 500 ЭД-16500 ЭД-16
4Температура и время проведения процесса85°С 130 мин85°С 130 мин 85°С 130 мин85°С 130 мин 50°С 210 мин120°С 50 мин85°С 130 мин
5Лапроксид, молекулярная масса (В)Лапроксид 603 ТУ 2226-326-104880057-97 Лапроксид БД ТУ 2226-326-104880057-97 Лапроксид 603 ТУ 2226-326-104880057-97Лапроксид 703 ТУ 2226-029-104-88057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-104-88057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-104-88057-98Лапроксид 703 ТУ 2226-029-104-88057-98
М.М 250М.М 900 М.М 300М.М 300 М.М 300М.М 300М.М 250
6Полиизоцианат БСодержание дифенилметан-диизоцианатов 55%Содержание дифенилметан-диизоцианата 55%Содержание дифенилметан-диизоцианата 55%Содержание дифенилметан-диизоцианата 55%Содержание дифенилметан-диизоцианата 55%Содержание дифенилметан-диизоцианата 50%Содержание дифенилметан-диизоцианата 60%
7Диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина марки Э-181 (Б) Содержание эпоксидных групп 30%Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 27%Содержание эпоксидных групп 25% Содержание эпоксидных групп 25% Содержание эпоксидных групп 25%Содержание эпоксидных групп 25%
8 Температура/ время перемешивания50°С/210 мин120°С/50 мин 85°С/130 мин85°С/130 мин 85°С/130 мин85°С/130 мин85°С/130 мин

Таблица 2

Свойства эпоксиуретановых смол, получемых по примерам 1÷8.
№№ п/пНаименование показателя Величина показателя по примерам
12 345 678
 Показатели           
1Цвет От желтого до темно-коричневого
2Молекулярная масса 105011001160 9801140 112010101050
3Эпоксидное число 1816 141817 151816
4Вязкость по В 3-4 при 30°С, сек.400 460410510 490470430 480

полимерная композиция, патент № 2295550

Таблица 4

Состава заявляемой композиции по примерам 1÷8
Наименование показателейВеличина показателейПрототип
12 345 678
12 345 678 910
1. Технологические свойства:            
- вязкость,30 323435 363839 40 
- время жизнеспособности, мин, при температуре переработки 25°C 6063 666972 758085  
- технологическое время отверждения, ч, при Т отверждения 60°С 55,15,2 5,45,55,7 5,86,0 
2. Физико-механические свойства:             
- прочность при растяжении, МПа при            
Т=+60°С1,5 1,61,8 1,92,02,1 2,32,52,6
T=+20°C48,2 45,244,0 40,038,035,5 34,834,2 8,5
Т=-50°С 58,055,254,0 50,049,5 49,044,042,0 42,5
- деформация, % при            
Т=+160°С19,4 18,718,5 18,117,016,5 15,014,0 109
Т=+20°С 6,05,95,6 5,55,45,3 5,15,059,4
Т=-50°С2,2 2,22,1 2,01,91,9 1,81,72,7
Относительное выгорание по массе, % 2520 1512,510,0 13,012,010,0 30
Относительное выгорание по длине, %20 181615 14,09,08,0 8,030
Количество выдерживаемых термоциклов от -60 до +80°С 280полимерная композиция, патент № 2295550 200полимерная композиция, патент № 2295550 200полимерная композиция, патент № 2295550 200полимерная композиция, патент № 2295550 200полимерная композиция, патент № 2295550 200полимерная композиция, патент № 2295550 200полимерная композиция, патент № 2295550 200-
Удельная мощность дымообразования, м2/кг 1919 181817 171715 15

Класс C08L63/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов

эпоксидный компаунд -  патент 2521588 (27.06.2014)
композиция для получения матрицы с фотокаталитической активностью -  патент 2518124 (10.06.2014)
вибропоглощающая эпоксидная композиция -  патент 2507228 (20.02.2014)
эпоксидное связующее для армированных пластиков -  патент 2505568 (27.01.2014)
эпоксидно-фенольная композиция -  патент 2502757 (27.12.2013)
полимерное связующее для композитной арматуры -  патент 2495892 (20.10.2013)
наномодифицированное связующее, способ его получения и препрег на его основе -  патент 2489460 (10.08.2013)
эпоксидная композиция для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии -  патент 2488612 (27.07.2013)
эпоксидная композиция холодного отверждения -  патент 2479601 (20.04.2013)
полимерная композиция -  патент 2478672 (10.04.2013)

Класс C08L63/10 эпоксидные смолы, модифицированные ненасыщенными соединениями

Класс C08L75/04 полиуретаны

полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств -  патент 2529542 (27.09.2014)
битумно-уретановое вяжущее и способ его получения -  патент 2527470 (27.08.2014)
полиуретановая пена с низким содержанием мономеров -  патент 2524938 (10.08.2014)
способ получения термопластических композиций на основе пластифицированного крахмала и полученные им композиции -  патент 2524382 (27.07.2014)
жидкий гидроксиламинный отвердитель изоцианатных форполимеров для получения напыляемых полимочевинуретановых покрытий -  патент 2522427 (10.07.2014)
технологическая добавка для термопластичных полиуретанов -  патент 2520441 (27.06.2014)
полигидрокси-полиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, способ ее получения, содержащий эту смолу термочувствительный материал для записи, искусственная кожа, кожеподобный материал из термопластичной полиолефиновой смолы, материал для уплотнителя и уплотнитель -  патент 2518465 (10.06.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2518125 (10.06.2014)
полигидрокси-полиуретановая смола, модифицированная полисилоксаном, способ ее получения, содержащий эту смолу термочувствительный материал для записи, искусственная кожа, кожеподобный материал из термопластичной полиолефиновой смолы, материал для уплотнителя и уплотнитель -  патент 2518095 (10.06.2014)
композиция для получения жесткого напыляемого пенополиуретана -  патент 2517756 (27.05.2014)

Класс C08K3/32 фосфорсодержащие соединения

композиция для получения гидрофобных огне- и водостойких пленок на основе поливинилового спирта (варианты) -  патент 2520489 (27.06.2014)
огнестойкий полимерный материал -  патент 2490287 (20.08.2013)
светопреобразующий биостимулирующий материал и композиция для его получения -  патент 2488621 (27.07.2013)
безгалогеновый антипирен -  патент 2487902 (20.07.2013)
полиуретановая композиция для покрытий пониженной горючести -  патент 2476470 (27.02.2013)
многослойный ползун и направляющая зубчатой рейки реечного рулевого механизма автомобиля, в котором он применяется -  патент 2476343 (27.02.2013)
полиэфиры, содержащие алюминий/щелочной металл или щелочь/титан, которые обладают лучшей способностью к повторному нагреву, лучшим цветом и прозрачностью -  патент 2434900 (27.11.2011)
огнезащитная химическая композиция -  патент 2428452 (10.09.2011)
газоплотная модифицированная перфторсульфокатионитовая мембрана и способ ее получения -  патент 2426750 (20.08.2011)
огнезащитная вспучивающая композиция -  патент 2425078 (27.07.2011)

Класс C09K21/14 высокомолекулярные материалы

композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для покрытия огнестойкого защитного материала -  патент 2529227 (27.09.2014)
огнестойкий декоративно-отделочный материал и способ его получения -  патент 2523330 (20.07.2014)
огнезащитная композиция по кабелю "кл-1" -  патент 2516127 (20.05.2014)
композиция на основе жидкого силоксанового каучука для покрытия текстильного материала -  патент 2512342 (10.04.2014)
огнестойкая полиметилметакрилатная формовочная масса -  патент 2503693 (10.01.2014)
связующее для стеклопластика и пултрузионный профиль из стеклопластика -  патент 2502602 (27.12.2013)
свободная от галогенов огнестойкая композиция термопластичного полиуретана -  патент 2494138 (27.09.2013)
огнезащитная композиция холодного отверждения для покрытий и способ ее получения -  патент 2492201 (10.09.2013)
огнестойкий полимерный композиционный материал и способ его получения -  патент 2491318 (27.08.2013)
огнестойкий нанокомпозит и способ его получения -  патент 2491317 (27.08.2013)
Наверх