полимерная композиция

Классы МПК:C08L63/00 Композиции эпоксидных смол; композиции производных эпоксидных смол
C08G59/40 отличающиеся выбором отвердителей
C08G59/50 амины
C08K5/17 амины; четвертичные аммониевые соединения
Патентообладатель(и):Лапицкая Татьяна Валентиновна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-12-28
публикация патента:

Настоящее изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе эпоксидных смол и модифицированных аминных отвердителей, предназначенных для получения высопрочных композиционных материалов с повышенной деформационной теплостойкостью. Описана полимерная композиция на основе эпоксидной смолы, активных эпоксидных разбавителей и азотосодержащих отвердителей, предназначенная для изготовления высокопрочных композиционных материалов с повышенной деформационной теплостойкостью, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит продукт взаимодействия аминного компонента с монокарбоновыми кислотами, с использованием в качестве аминного компонента смеси, состоящей из первичного ароматического амина или смеси ароматических аминов (А), вторичного алифатического аминоспирта (Б) и третичного алифатического аминоспирта (В) в массовом соотношении А:Б:В от 98:0,2:1,8 до 80:5:15, а монокарбоновую кислоту (Г) вводят в виде - 25÷80% раствора в одноатомном алифатическом или ароматическом спирте, или их эфире с моно- или дикарбоновой кислотой, в соотношении (А+Б+В):Г от 90:10 до 60:40 в пересчете на 100% кислоту, с последующим взаимодействием путем перемешивания в реакторе при температуре от 50 до 130°C в течение от 20 до 120 минут и скорости мешалки от 100 до 3000 оборотов в минуту, и дополнительно содержит загуститель, пигмент или краситель, при этом композиция содержит в мас.ч.: эпоксидная смола - 100, активный эпоксидный разбавитель - 5÷130, отвердитель - 15÷110, загуститель - 5÷50, пигмент или краситель - 0,5÷25. Технический результат - получение композиций, обладающих высокой жизнеспособностью при переработке, в отвержденном состоянии обладающих повышенной деформационной теплостойкостью и улучшенными диэлектрическими показателями. 2 табл., 7 прим.

Формула изобретения

Полимерная композиция на основе эпоксидной смолы, активных эпоксидных разбавителей и азотосодержащих отвердителей, предназначенная для изготовления высокопрочных композиционных материалов с повышенной деформационной теплостойкостью, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит продукт взаимодействия аминного компонента с монокарбоновыми кислотами, с использованием в качестве аминного компонента смеси, состоящей из первичного ароматического амина или смеси ароматических аминов (А), вторичного алифатического аминоспирта (Б) и третичного алифатического аминоспирта (В) в массовом соотношении А:Б:В от 98:0,2:1,8 до 80:5:15, а монокарбоновую кислоту (Г) вводят в виде - 25÷80% раствора в одноатомном алифатическом или ароматическом спирте, или их эфире с моно- или дикарбоновой кислотой, в соотношении (А+Б+В):Г от 90:10 до 60:40 в пересчете на 100% кислоту, с последующим взаимодействием путем перемешивания в реакторе при температуре от 50 до 130°C в течение от 20 до 120 мин и скорости мешалки от 100 до 3000 оборотов в минуту, и дополнительно содержит загуститель, пигмент или краситель, при этом композиция содержит в мас.ч.:

Эпоксидная смола100
Активный эпоксидный разбавитель 5÷130
Отвердитель 15÷110
Загуститель 5÷50
Пигмент или краситель0,5÷25

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе эпоксидных смол и модифицированных аминных отвердителей с различными целевыми добавками и может быть использовано для высокопрочных композиционных материалов с повышенной деформационной теплостойкостью.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является серия полимерных композиций на основе эпоксидных смол, активных разбавителей и модифицированных аминных отвердителей (см. Справочник по пластическим массам, том II, под редакцией Катаева В.М. И др. М. Издательство «Химия», 1975 г.).

Недостатком известных композиций являются несоответствие технологических свойств новым требованиям промышленного применения композиционных материалов, таких как регулируемость реологических свойств, обеспечивающих их использование при формировании крупногабаритных изделий с вертикальными поверхностями, наличие высокой жизнеспособности, возможность отверждения в широком температурном диапазоне при одновременном достижении высокой деформационной теплостойкости и улучшенных диэлектрических показателей, сохраняющихся после одновременного воздействия повышенных температур и 100% влажности.

Целью заявляемого изобретения является достижение комплекса технологических свойств семейства полимерных композиций, обеспечивающих их высокую жизнеспособность при переработке, отверждение в температурном диапазоне от -10°С до +60°С при 100% влажности воздуха и под водой, возможность использования при наформовке препрегов на их основе на вертикальные поверхности и достижение в отвержденном состоянии повышенной деформационной теплостойкости и улучшенных диэлектрических показателей, сохраняющихся после воздействия 100% влажности и повышенных температур.

Поставленная цель достигается тем, что композиция на основе эпоксидной смолы и активного эпоксидного разбавителя содержит отвердитель, полученный взаимодействием аминов с монокарбоновыми кислотами, с использованием в качестве аминного компонента смеси, состоящей из первичного ароматического амина или смеси ароматических аминов (А), вторичного алифатического аминоспирта (Б) и третичного алифатического аминоспирта (В) в массовом соотношении А:Б:В от 98:0,2:1,8 до 80:5:15, а монокарбоновую кислоту (Г) вводят в виде 25÷80% раствора в одноатомном алифатическом или ароматическом спирте, или их эфире с моно- или дикарбоновой кислотой, в соотношении (А+Б+В):Г от 90:10 до 60:40 в пересчете на 100% кислоту, при этом процесс взаимодействия осуществляют путем перемешивания в реакторе при температуре от 50°С до 130°C в течение от 20 до 120 минут и скорости мешалки от 100 до 3000 оборотов в минуту, а также загуститель, краситель или пигмент, при этом композиция содержит в масс.ч.

эпоксидная смола-100
активный эпоксидный разбавитель -5÷130
отвердитель -15÷110
загуститель-5÷50
пигмент или краситель-0,5÷25

Пример 1

Получение отвердителя

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и скоростной мешалкой, поочередно загружают 3 ингредиента, входящих в аминный компонент, - метафенилендиамин (А), вторичный аминоспирт - диизопропаноламин (Б) и третичный аминоспирт - N,N' диизопропанилэтаноламин (В) в массовом соотношении А:Б:В=88:2,6:9,4. Смесь перемешивают при 100°C в течение 5 минут при 1500 оборотах в минуту работающей мешалки. Затем в реактор добавляют масляную кислоту (Г) в виде 50% раствора в этиловом спирте в соотношении (А+Б+В):Г=75:25 в пересчете на 100% кислоту и поддерживая температуру 100°C при работающей мешалке осуществляют взаимодействие в течение 60 минут.

Полученный отвердитель используют для приготовления полимерной композиции.

Приготовление полимерной композиции

В другой реактор загружают 100 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 и 70 мас.ч. активного эпоксидного разбавителя - диглицидилового эфира полиэпихлоргидрина марки Э-181. Температуру в реакторе поднимают до 70°С и перемешивают в течение 10 минут при 500 оборотах/минуту, после чего вводят 27 мас.ч. загустителя - оксипропилированного крахмала и 12 мас.ч. красителя - фталоцианинового голубого. Температуру в реакторе снижают до +25°C, загружают 60 мас.ч. отвердителя и перемешивают при тех же оборотах 15 минут. Полученную композицию направляют на переработку.

Примеры 2÷8 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и компонентов в соответствии с таблицей 1.

Свойства полученной композиции по примерам 1-8 представлены в таблице 2, в которой показаны ее преимущества перед известными техническими решениями.

полимерная композиция, патент № 2506291

полимерная композиция, патент № 2506291

Таблица 2
Свойства заявляемой полимерной композиции по примерам 1]-7
№ п/пНаименование показателя Величина показателя по примерам 1-7 и прототипа
1 234 567 прототип
1 Время отверждения композицииполимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291
полимерная композиция, патент № 2506291 При -10°С, сутки 312 213 3Не отверждается
полимерная композиция, патент № 2506291 При +60°С, мин 302025 252030 3030
полимерная композиция, патент № 2506291 При +20°С, час под водой 1810 121210 1818Не отверждается
2Жизнеспособность композицииполимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291
полимерная композиция, патент № 2506291 При 20°С, мин 120100110 110100 12012050-60
полимерная композиция, патент № 2506291 При 40°С, мин 403035 353040 4020-60
3Показатели отвержденных композиций в холодном состоянии; предел прочностиполимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291
полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 -при растяжении, МПа;105 100120100 105130 10080
полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 -при сжатии, МПа;150 250200220 160165 165148
полимерная композиция, патент № 2506291 - удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см8·10 147·1014 9·10158,5·10 149·1014 8·10146·1014 6·1014
полимерная композиция, патент № 2506291 - тангенс угла диэлектрических потерь 0,010,01 0,010,010,01 0,010,01 0,01
4Отвержденных композиций после 30 суток воздействия Т=80°С и 100% влажности: полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291 полимерная композиция, патент № 2506291
полимерная композиция, патент № 2506291 - при растяжении, МПа; 928810596 10594 9698полимерная композиция, патент № 2506291
полимерная композиция, патент № 2506291 - при сжатии, МПа 160165170 165170 160158полимерная композиция, патент № 2506291
полимерная композиция, патент № 2506291 - удельное объемное электрическое сопротивление, Ом/см6·1014 5·1014 4·10145·1014 2·1014 6·10148·1014 6·1013
полимерная композиция, патент № 2506291 - тангенс угла диэлектрических потерь 0,0220,026 0,0200,0210,022 0,0200,02 0,16

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 C08G59/50 амины

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)
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)
смеси на основе бутилового каучука, содержащие трехкомпонентную смешанную систему модификаторов -  патент 2485148 (20.06.2013)
Наверх