БЫСТРООТВЕРЖДАЮЩАЯСЯ ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ГОРЯЧЕГО ОТВЕРЖДЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК C08L63/00 C08L63/02 C08L63/04 C08G59/00 C08G59/68 

Описание патента на изобретение RU2542233C2

Изобретение относится к области эпоксидных композиций, в частности к быстроотверждающимся эпоксидным композициям горячего отверждения, используемым в качестве связующего для производства композиционных материалов методами пултрузии, литья, автоклавного формования. Изобретение может быть использовано в автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической, строительной и других отраслях промышленности.

Известна полимерная композиция, состоящая из 100 мас.ч. эпоксидной смолы (ЭД-20), 80-100 мас.ч. ангидридного отвердителя (МТГФА) и ускорителя, где в качестве ускорителя содержится смесь 0.5-3.4 мас.ч. 1,8-нафтоилен-1,2-бензимидазола и 0.25-2.5 мас.ч. фенилгидразина в соотношении 1:1-1:2. Композиция отверждается при 120°C за 0.5-1 ч. Недостатками данной композиции являются недостаточно низкая температура отверждения, а также сложность состава катализатора (А.с. СССР 603651, МПК2 C08L 63/00, С08К 5/24, опубл. 07.04.1978).

Известна эпоксидная композиция, состоящая из смоляной части, включающей эпоксидную диановую смолу и алифатическую эпоксидную смолу в соотношении 94:6-50:50, и отверждающей системы на основе продукта взаимодействия жидкой смеси изомерных метилтетрагидрофталевых ангидридов (А), имидазола или его замещенного (Б), С-капролактама (В) и 4,4′-бис(N,N′-диметилуреидо)дифенилметана (Г), полученной путем перемешивания при 60-140°C в течение 20-180 мин при соотношении А:Б:В:Г от 95:0,2:4,6:0,2 до 55:5:35:5. Недостатком данной композиции является сложность состава и технологии приготовления (Пат. РФ 2078093, МПК7 C08G 59/40, C08G 59/42, опубл. 27.04.1997).

Известна эпоксидная композиция горячего отверждения, включающая 100 мас.ч. по крайней мере одной эпоксидиановой смолы или ее смеси с эпоксидной смолой, содержащей две или более эпоксигрупп, 75-100 мас.ч. ангидридного отвердителя и 0,5-5,0 мас.ч. основного катализатора отверждения - третичного амина общей формулы , где R1, R2 R3, - различные алифатические углеводородные радикалы, один из которых имеет 8-20 углеродных атомов, а остальные имеют один или два углеродных атома или смесь третичных аминов. Недостатками композиции являются высокая температура и долгое время отверждения (Пат. РФ 2189997, МПК7 C08L 63/00, С08К 5/00, C08G 59/68, C08J 5/10, С08К 5/00, С08К 5:09, С08К 5:17, опубл. 27.01.2001).

Известна композиция горячего отверждения для формования стеклопластиков пултрузионным методом, включающая по крайней мере одну эпоксидиановую смолу или ее смеси с эпоксидными смолами, содержащими две или более эпоксигрупп, ангидридный отвердитель и быстроотверждающий катализатор - четвертичную аммониевую соль или смесь четвертичных аммониевых солей общей формулы , где R1, R2, R3 - алифатические углеводородные радикалы, по крайней мере один из которых имеет 8-20 углеродных атомов, а остальные - не более двух углеродных атомов; R4 - Н, СН3, С2Н5, бензил, А--Cl-, Br-, при следующем соотношении компонентов композиции, масс.ч: эпоксидная смола или ее смесь - 100, ангидридный отвердитель 75-100, катализатор - 0,02-2,0. Недостатками данной композиции являются высокая температура и долгое время отверждения (Пат. РФ 2252229, МПК7 C08G 59/68, C08L 63/00, опубл. 10.10.2004).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является композиция, включающая повышающий клейкость субстрат, содержащий волокнистый субстрат, подходящий для использования его в композите с матрицей, вещество, повышающее клейкость, содержащее по меньшей мере одну эпоксидную смолу, по меньшей мере один отвердитель для эпоксидной смолы и катализатор для реакции между эпоксидной смолой и отвердителем. В качестве отвердителя используют соединение, выбранное из группы, содержащей полиатомный фенол или фенольную смолу, карбоновую кислоту или ангидрид карбоновой кислоты. В качестве катализатора используют катализатор, выбранный из группы, состоящей из аминов и соединений аммония, фосфинов и соединений фосфония и др. В частности, в качестве фосфониевых солей были использованы соли тетраалкилфосфония или соли алкилтритолилфосфония, приведены конкретные примеры для продукта, полученного смешиванием комплекса ацетаттетрабутилфосфония - уксусная кислота с фторбористоводородной кислотой. Катализатор содержится в количестве от 0,05 до 5 вес.%. По данным собственных измерений недостатками данной композиции являются недостаточно низкие температуры отверждения и большая длительность отверждения, а также сложность состава катализатора (Пат. РФ 2162863, МПК7 C08J 5/06, B29B 11/16, B29C 45/14, B29C 70/48, опубл. 10.02.2001).

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в понижении температуры отверждения, сокращении времени отверждения, повышении жизнеспособности композиций при их хранении.

Технический результат достигается тем, что эпоксидная композиция горячего отверждения, включающая по крайней мере одну эпоксидную смолу или ее смеси с эпоксидными смолами, ангидридный отвердитель и фосфониевую соль в качестве катализатора, которую выбирают из группы четвертичных фосфониевых солей общей формулы , где R1R2R3 - бутильные или фенильные радикалы, R4 - алифатический радикал, который содержит 2-14 углеродных атомов, X-Н, фталимид, Br, COO-, P(R1R2R3)+, А--Cl-, Br-, при следующем соотношении компонентов композиции, масс.ч.:

Эпоксидная смола или ее смеси 100 ангидридный отвердитель стехиометрическое количество катализатор 0.5-10.0

В таблице 1 приведены примеры составов предлагаемых композиций. В таблице 2 представлены свойства композиций по примерам, определенные по результатам их испытания композиций. Для сравнения в табл.1 и 2 приведены составы и свойства аналогов и прототипа.

При содержании катализатора менее 0.5 мас.ч. не достигается необходимое снижение температуры отверждения и сокращение времени гелеобразования. При содержании катализатора в количестве более 10.0 мас.ч. чрезмерно сокращается время гелеобразования.

Отверждение композиции проводят в зависимости от содержания катализатора при температуре 80-120°C в течение 6-60 мин.

Время гелеобразования определяли по нарастанию вязкости при заданной температуре. Жизнеспособность композиций при 20°C определяли по потере текучести.

Как видно из таблиц 1 и 2, предлагаемая композиция (примеры 1-13) имеет по сравнению с прототипом более низкие температуры отверждения и меньшее время гелеобразования.

Похожие патенты RU2542233C2

название год авторы номер документа
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2008
  • Коробко Анатолий Петрович
  • Крашенинников Сергей Владимирович
  • Левакова Ирина Вячеславовна
  • Чвалун Сергей Николаевич
RU2404213C2
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2003
  • Поляков Д.К.
  • Коробко А.П.
  • Ушаков А.Е.
  • Сорина Т.Г.
  • Пенская Т.В.
  • Хайретдинов А.Х.
  • Кленин Ю.Г.
RU2252229C2
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2001
  • Ушаков А.Е.
  • Поляков Д.К.
  • Сорина Т.Г.
  • Коробко А.П.
  • Пенская Т.В.
  • Хайретдинов А.Х.
  • Кленин Ю.Г.
RU2189997C1
СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПРОПИТКИ ВОЛОКНИСТОГО НАПОЛНИТЕЛЯ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ, ПРЕПРЕГ НА ЕГО ОСНОВЕ И ИЗДЕЛИЕ ИЗ НЕГО 2017
  • Хамидуллин Оскар Ленарович
  • Амирова Ляйсан Рустемовна
  • Гадыева Инга Идрисовна
  • Димиев Айрат Маратович
  • Амирова Лилия Миниахмедовна
RU2655353C1
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2007
  • Зиновьева Елена Геннадьевна
  • Ефимов Владимир Ангенович
  • Кольцов Николай Иванович
RU2359984C1
Эпоксидное связующее 2017
  • Шатров Владимир Борисович
  • Стрельников Владимир Николаевич
  • Шайдурова Галина Ивановна
  • Федосеев Михаил Степанович
  • Антипин Вячеслав Евгеньевич
RU2666438C1
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2013
  • Амиров Рустэм Рафаэльевич
  • Андрианова Кристина Александровна
  • Амирова Ляйсан Рустэмовна
  • Бурилов Александр Романович
RU2542234C2
НОВЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ СО СТАБИЛИЗИРУЮЩИМ ЭФФЕКТОМ ДЛЯ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИЦИЙ 2014
  • Белых Анна Геннадьевна
  • Васенева Ирина Николаевна
  • Ситников Петр Александрович
  • Кучин Александр Васильевич
  • Чукичева Ирина Юрьевна
  • Буравлев Евгений Владимирович
RU2559492C1
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ И УПРОЧНЕННЫЙ ПРОФИЛЬНЫЙ СТЕКЛОПЛАСТИК НА ЕГО ОСНОВЕ 2009
  • Сидоренко Константин Степанович
  • Антошкина Вера Алексеевна
  • Биржин Александр Павлович
  • Евтушенко Юрий Михайлович
  • Иванов Владимир Викторович
  • Лапина Алла Викторовна
  • Лебедев Владимир Иванович
  • Муракина Ольга Семеновна
  • Огоньков Вячеслав Григорьевич
  • Ященко Сергей Александрович
RU2425852C2
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 2007
  • Кузьмин Михаил Владимирович
  • Кольцов Николай Иванович
RU2327718C1

Реферат патента 2015 года БЫСТРООТВЕРЖДАЮЩАЯСЯ ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ГОРЯЧЕГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

Изобретение относится к области эпоксидных композиций, в частности к быстроотверждающимся эпоксидным композициям горячего формования, используемым в качестве связующего для производства композиционных материалов методами пултрузии, литья, автоклавного формования. Эпоксидная композиция горячего отверждения включает по крайней мере одну эпоксидную смолу или ее смеси с эпоксидными смолами, ангидридный отвердитель и фосфониевую соль в качестве катализатора, выбранную из группы четвертичных фосфониевых солей общей формулы , где R1R2R3 - бутильные или фенильные радикалы, R4 - алифатический радикал, который содержит 2-14 углеродных атомов, X-H, фталимид, Br, COO-, P(R1R2R3)+, A--Cl-, Br-. Изобретение позволяет сократить время отверждения композиции, повысить жизнеспособность ее при хранении. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 542 233 C2

Эпоксидная композиция горячего отверждения, включающая по крайней мере одну эпоксидную смолу или ее смеси с эпоксидными смолами, ангидридный отвердитель и фосфониевую соль в качестве катализатора, отличающаяся тем, что фосфониевую соль выбирают из группы четвертичных фосфониевых солей общей формулы , где R1R2R3 - бутильные или фенильные радикалы, R4 - алифатический радикал, который содержит 2-14 углеродных атомов, X-H, фталимид, Br, COO-, P(R1R2R3)+, A--Cl-, Br-, при следующем соотношении компонентов композиции, масс.ч.:
эпоксидная смола или ее смеси 100 ангидридный отвердитель стехиометрическое количество катализатор 0.5-10.0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2542233C2

ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2003
  • Поляков Д.К.
  • Коробко А.П.
  • Ушаков А.Е.
  • Сорина Т.Г.
  • Пенская Т.В.
  • Хайретдинов А.Х.
  • Кленин Ю.Г.
RU2252229C2
US3477990 A 11.11.1969
US 3341580 A 12.09.1999;
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ ЛИТЬЕВОГО ПРЕССОВАНИЯ ПОЛИМЕРА И КОМПОЗИЦИИ, ПРИГОДНЫЕ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЭТОГО ПРОЦЕССА 1996
  • Брюс Л. Бартон
  • Дуглас Л. Хантер
  • Пол М. Пакетт
RU2162863C2
СРЕДСТВО ДЛЯ ТРЕХСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ И СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ НАРУЖНОГО ТРЕХСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТРУБЫ 1994
  • Вернер Блемер
  • Удо Райтер
  • Йозеф Радемахер
RU2131308C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМСОДЕРЖАЩЕЙ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ ДЛЯ НЕГОРЮЧИХ СЛОИСТЫХ ПЛАСТИКОВ 1992
  • Хофбауэр Э.И.
  • Алексеев С.В.
  • Красавцев С.М.
  • Кудинов Д.В.
  • Васильев А.В.
  • Бабасов С.А.
  • Бурочкин Ю.В.
  • Козлов В.А.
RU2041888C1
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЭПОКСИДОВ 2008
  • Деген Георг
  • Маазе Маттиас
  • Виттенбехер Ларс
  • Дёринг Манфред
  • Арнольд Ульрих
RU2470954C2

RU 2 542 233 C2

Авторы

Амиров Рустэм Рафаэльевич

Амирова Ляйсан Рустэмовна

Бурилов Александр Романович

Галкина Ирина Васильевна

Даты

2015-02-20Публикация

2013-06-19Подача