эпоксидная композиция

Классы МПК:C08L63/00 Композиции эпоксидных смол; композиции производных эпоксидных смол
C08G59/40 отличающиеся выбором отвердителей
C08K5/053 многоатомные спирты
C08K5/09 карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды
C08K5/17 амины; четвертичные аммониевые соединения
Патентообладатель(и):Лапицкая Татьяна Валентиновна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-08-03
публикация патента:

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.

Формула изобретения

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 часть100
отвердитель 20÷100

Описание изобретения к патенту

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 - СН 2-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.

эпоксидная композиция, патент № 2478669

Таблица 2
Свойства заявляемой эпоксидной композиции по примерам 1- 8 в сравнении с прототипом.
№ п/пНаименование показателя Величина показателей по примерам
эпоксидная композиция, патент № 2478669 1 23 45 67 8прототип
1 Жизнеспособность композиции при температуре 60°С в массе 200 г, мин80 120 9080 75140 160140 50
2 Пиковая температура экзотермической реакции отверждения в массе 1000 г, (одинаковых размеров кубик) 160 150180 180190 140140 180240
3 Сохранение прочностных показателей после кавитационного воздействия воды 60 днейэпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669 эпоксидная композиция, патент № 2478669
эпоксидная композиция, патент № 2478669 - предел прочности при статическом изгибе, % 9598 9698 10096 10098 45
эпоксидная композиция, патент № 2478669 - прочность при сжатии, %100 98 100100 96100 9896 52
4 Удельная ударная вязкость, кДж/мин50 4548 5254 4246 4815÷20

Класс C08L63/00 Композиции эпоксидных смол; композиции производных эпоксидных смол

полимерная композиция для герметизации пьезокерамических приемоизлучающих гидроакустических устройств -  патент 2529542 (27.09.2014)
термоотверждающаяся композиция эпоксидной смолы и полупроводниковое устройство -  патент 2528849 (20.09.2014)
прямая заливка -  патент 2528845 (20.09.2014)
полимерная композиция -  патент 2528681 (20.09.2014)
стабилизаторы для полимеров, содержащих бром алифатического присоединения -  патент 2528677 (20.09.2014)
растворимый в воде амин и его применение -  патент 2528335 (10.09.2014)
эпоксидное связующее для полимерных композиционных материалов -  патент 2527086 (27.08.2014)
использование полимеризуемых смол, характеризующихся низким газовыделением в вакууме, для изготовления композитных материалов, предназначенных для использования в космосе -  патент 2526973 (27.08.2014)
способ получения наномодифицированного связующего -  патент 2522884 (20.07.2014)
заливочный состав для пожаробезопасного остекления -  патент 2522335 (10.07.2014)

Класс C08G59/40 отличающиеся выбором отвердителей

Класс C08K5/053 многоатомные спирты

способ получения полимерной композиции и полимерная композиция -  патент 2485146 (20.06.2013)
водорастворимая композиция смолы -  патент 2485142 (20.06.2013)
полимерная композиция -  патент 2478671 (10.04.2013)
мультимодальная полиэтиленовая формовочная композиция для изготовления труб, обладающих улучшенными механическими свойствами -  патент 2454443 (27.06.2012)
эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него -  патент 2424259 (20.07.2011)
наполненные диоксидом кремния эластомерные смеси -  патент 2418826 (20.05.2011)
полиолефиновая литьевая композиция с улучшенной устойчивостью к термоокислительному разложению для производства труб -  патент 2416622 (20.04.2011)
биодеградируемый и биосовместимый композиционный материал -  патент 2415883 (10.04.2011)
содержащие димерное поверхностно-активное вещество дисперсионные порошковые составы -  патент 2411261 (10.02.2011)
композиция для покрытий -  патент 2405800 (10.12.2010)

Класс C08K5/09 карбоновые кислоты; их соли с металлами; их ангидриды

Класс C08K5/17 амины; четвертичные аммониевые соединения

композиция для получения гидрофобных огне- и водостойких пленок на основе поливинилового спирта (варианты) -  патент 2520489 (27.06.2014)
полимерная композиция -  патент 2506291 (10.02.2014)
вулканизующаяся полимерная композиция, способ ее получения, полимерный вулканизат и способ его получения -  патент 2506286 (10.02.2014)
композиция для склеивания минеральных волокон и получающиеся из нее материалы -  патент 2501826 (20.12.2013)
проклеивающая композиция для минеральных волокон и полученные с ней продукты -  патент 2501825 (20.12.2013)
композиционный материал на основе гидрированного бутадиен-нитрильного и акрилатного каучуков -  патент 2492193 (10.09.2013)
вулканизуемая резиновая смесь на основе бутадеин-нитрильного каучука -  патент 2492192 (10.09.2013)
катализаторы и способ гидроаминирования олефинов -  патент 2490064 (20.08.2013)
поглотители сероводорода и способы удаления сероводорода из асфальта -  патент 2489456 (10.08.2013)
отверждающая смесь -  патент 2487149 (10.07.2013)
Наверх