ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2002 года по МПК C08L63/02 C08K13/02 C09D163/02 C09J163/02 C08L63/02 C08L71/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K5/18 

Изобретение относится к полимерным составам, в частности к эпоксидным композициям, и может быть использовано для приклеивания изолирующих или ремонтных накладок на трубы, металлические конструкции, а также для заделки небольших дефектов и в качестве антикоррозионного покрытия технологического оборудования и герметизации.

Известны композиции на основе эпоксидиановых смол и аминного отвердителя, например композиция, включающая, мас.ч.:
Эпоксидную смолу (ЭС) - 100
2-Этилендиаминометилфенол - 10-30
2,6-Ди-(этилендиаминометил)фенол - 10-30
Кварцевый песок - 100-120
Композиция предназначена для склеивания строительных, в частности бетонных и железобетонных конструкций (авторское свидетельство СССР 1452831, кл. C 09 J 163/02, oп. 1989 г.).

Однако ее технологические характеристики (вязкость, легкость нанесения на поверхности) неудовлетворительны.

Известна композиция для ремонта полиэтиленовых труб (патент РФ 1833780, кл. C 09 J 163/02, oп. 1993 г.), включающая, мас.ч.:
Эпоксидную смолу ЭД-20 - 70-80
Полиоксихлорпропиленэпоксидную смолу (Оксилин-6) - 20-30
Аминный отвердитель Агидол АФ-2 - 14-16
Диэтилентриамин - 4-6
Ацетон - 3-8
Отсутствие наполнителя и наличие легколетучего растворителя затрудняет ее нанесение на большие, особенно на вертикальные, поверхности.

Наиболее близкой к заявляемой композиции является эпоксидная композиция, применяемая для склеивания металлов при изготовлении трубопроводов, деталей в самолетостроении и др. (патент РФ 1799891, кл. C 09 J 163/02, oп. 1993 г. ), которая включает, мас.ч.:
Эпоксидную диановую смолу - 100
Аминный отвердитель - продукт переаминирования смеси диметиламинофенолов этилендиамином Агидол АФ-2 - 35-37
Полиоксипропиленэпоксид (Лапроксид) мол. массы 4600 - 6
Перекись бензоила - 0,04-0,06
Молотый кварцевый песок - 60-80
Эта композиция имеет высокие прочностные характеристики - адгезия к дюралю 14,6-20,6 МПа, к стали 27,5-30,5 МПа, но трудно наносится из-за высокой вязкости, обусловленной вязкостью исходных компонентов, и имеет небольшую живучесть.

Изобретение решает задачу разработки композиции с улучшенными технологическими свойствами на доступном сырье при обеспечении сохранности основных свойств отвержденного материала в течение длительного времени.

Сущность изобретения заключается в разработке композиции, содержащей эпоксидную диановую смолу, смешанный отвердитель, включающий: полиэтиленполиамин (ПЭПА) или триэтилентетрамин (ТЭТА), аминный отвердитель АФ-2 - аддукт формальдегида, фенола и этилендиамина, а также полиоксипропиленамин, взятые в массовом соотношении 4:3:3, смесь полиоксихлорпропилентриэпоксида марки Оксилин-6 или с полиоксипропиленэпоксидом (Лапроксид) мол. массы 700 или с полиоксихлорпропилендиэпоксидом с содержанием эпоксидных групп 9-16%, взятых в массовом соотношении 4-9:1 или 1:1 соответственно и наполнитель - углерод технический при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная диановая смола - 100
Смесь укзанного полиоксихлорпропилентриэпоксида или с указанным полиоксипропиленэпоксидом (Лапроксидом) в соотношении 4-9:1 или с указанным полиоксихлорпропилендиэпоксидом в соотношении 1:1 - 98-102
Указанный смешанный отвердитель - 40-50
Углерод технический - 15-25
Отличительными от прототипа признаками являются:
- другой тип аминного отвердителя, а именно - смесь ПЭПА (ТЭТА), аддукта формальдегида, фенола и этилендиамина (аминный отвердитель АФ-2) и полиоксипропилендиамина в массовом соотношении 4:3:3, а алифатическое производное полиоксипропиленэпоксида взято в виде смеси хлорсодержащей алифатической эпоксидной смолы полиоксихлорпропилентриэпоксида марки Оксилин-6 или с полиоксипропиленэпоксидом мол. массы 700 (Лапроксид), или с полиоксихлорпропилендиэпоксидом с содержанием эпоксидных групп 9-16% в соотношении 4-9:1 или 1: 1 соответственно. В качестве наполнителя композиция содержит углерод технический.

Использование указанных смесей производных полиоксипропиленэпоксидов, являющихся в данном случае активными разбавителей (т. е. соединениями, вступающими в реакцию с аминным отвердителем), в сочетании с остальными компонентами в указанном соотношении, позволяет обеспечить требуемые технологические свойства без снижения эксплуатационных свойств.

Смешанный отвердитель: ПЭПА (ТЭТА), полиоксипропилендиамин и АФ-2 в массовом соотношении 4:3:3 в данной совокупности обеспечивает живучесть (1-1,5 часа), достаточную для производства ремонта, при этом стекания состава не происходит. Отвердитель берется в стехиометрическом количестве к эпоксидным компонентам, но можно допустить отклонение ±5%. Замена ПЭПА на ТЭТА не изменяет свойств композиции.

Изобретение иллюстрируется примерами:
ПРИМЕРЫ 1-6. Используемые компоненты:
эпоксидиановая смола ЭД-20 или ЭД-22, ГОСТ 10587-84,
отвердитель АФ-2, ТУ 2494-511-00203521-94,
полиоксипропилендиамин, ТУ 301-02-120-90,
полиэтиленполиамин (ПЭПА), ТУ 6-02-594-85, продукт, представляющий собой смесь мономерных аминов, одним из которых является триэтилентетрамин (ТЭТА), выделяемый при фракционировании полиэтиленполиаминов (см. технические условия на полиэтиленполиамины дистиллированные, ТУ 6.02.1099-83)
полиоксихлорпропилентриэпоксид - Оксилин-6, ТУ 6-02-1376-87,
полиоксипропиленэпоксид с мол. массой 700 (Лапроксид), ТУ 2226-335-10488057-97,
полиоксихлорпропилендиэпоксид с содержанием эпоксидных групп 9-16%, вязкостью не более 6,5 Па•с, ТУ 2200-002-23356171-96,
углерод технический, ГОСТ 7885-86.

В фарфоровый или стеклянный стакан брали навески эпоксидных компонентов, нагревали до 50-60^oС и тщательно перемешивали, вводили расчетное количество технического углерода и при перемешивании охлаждали до комнатной температуры, последним вводили отвердитель и снова перемешивали. Взвешивание производили с погрешностью 0,01 г. Полученную композицию разливали в формы из фторпласта Ф-4 с заданными геометрическими размерами, требуемыми для производства испытаний. Состав композиций, а также их свойства представлены в таблице.

Все образцы для испытаний имели гладкую ровную поверхность. Время от окончания изготовления образцов до их испытания составляло 3 суток. Также были проведены испытания на термостарение, имитирующие 15 лет эксплуатации материала; циклические испытания, последовательно имитирующие воздействие положительной температуры, влажности воздуха, отрицательной температуры, перепадов температуры с переходом через 0^oС, также имитирующие 15 лет эксплуатации.

Проведенные испытания композиции позволяют предсказать сохранность ее основных свойств при применении в большинстве климатических районов РФ в течение не менее 15 лет.

Эпоксидная композиция рекомендована для проведения ремонтных работ в цеховых и полевых условиях на объектах нефтяной и газовой промышленности, машиностроения, технологического оборудования, в качестве клеевого связующего и заполняющего состава:
- при устранении коррозионных и других дефектов поврежденных участков трубопроводов с помощью конструктивных элементов (накладок) из полимерных композитных материалов и металлов, в качестве клеевого связующего состава,
- при ремонте емкостей и буллитов,
- при ремонте корпусных деталей машин и механизмов.

Изобретение относится к эпоксидным композициям, используемым для приклеивания ремонтных накладок на трубы, металлические конструкции, для заделки небольших дефектов, в качестве антикоррозионного покрытия. Эпоксидная композиция включает 100 мас. ч. эпоксидной диановой смолы, 98-102 мас.ч. смеси полиоксихлорпропилентриэпоксида (Оксилин-6) или с полиоксипропиленэпоксидом молекулярной массы 700 при их массовом соотношении 4-9:1 или с полиоксихлорпропилендиэпоксидом, содержащим 9-16% эпоксидных групп, при их массовом соотношении 1:1, 40-50 мас.ч. аминного отвердителя, являющегося смесью взятых в массовом соотношении 4:3:3 полиэтиленполиамина (или триэтилентетрамина), полиоксипропилендиамина и аминного отвердителя АФ-2, и 15-25 мас.ч. технического углерода. Композиция имеет вязкость 13-17 Па•с, прочность при растяжении 55-65 МПа, адгезию к стали 36-40 МПа, к стеклопластику 16-20 МПа. Изобретение позволяет улучшить технологические свойства композиции и обеспечить сохранность основных физико-механических и эксплуатационных свойств в течение длительного времени. 1 табл.

Эпоксидная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, аминный отвердитель, алифатическое производное полиоксипропиленэпоксида и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве аминного отвердителя она содержит смесь полиэтиленполиамина или триэтилентетрамина, продукта взаимодействия формальдегида, фенола и этилендиамина - аминный отвердитель АФ-2 - и полиоксипропиленамина, взятых в массовом соотношении 4: 3: 3, в качестве алифатического производного полиоксипропиленэпоксида - смесь полиоксихлорпропилентриэпоксида марки Оксилин-6 или с полиоксипропиленэпоксидом молекулярной массы 700, или с полиоксихлорпропилендиэпоксидом, содержащем 9-16% эпоксидных групп, взятых в массовом соотношении 4-9: 1 или 1: 1 соответственно, в качестве наполнителя - углерод технический при следующем содержании компонентов, мас. ч. :
Эпоксидная диановая смола - 100
Указанное алифатическое производное полиоксипропиленэпоксида - 98 - 102
Указанный аминный отвердитель - 40 - 50
Углерод технический - 15 - 25