НАНОМОДИФИЦИРОВАННОЕ ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2016 года по МПК C08J5/08 B82B3/00 C08L63/02 C08K3/04 C08K3/34 

Описание патента на изобретение RU2584013C1

Изобретение относится к области создания композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей и наномодифицированного эпоксидного связующего и может быть использовано при производстве стеклопластиковых труб и других изделий на основе стеклянного и базальтового волокна, получаемых методом намотки и применяемых в тепловых сетях, системах горячего водоснабжения с сетевой водой, системах водоснабжения, с рабочей температурой до 150°C.

Известно эпоксидное связующее (пат. РФ №2339662, кл. C08L 63/02, 2007 - аналог) для стеклопластиков на основе армирующего наполнителя стеклоткани, стеклоровинга и т.д., включающее эпоксидную смолу марки ЭД-22, изометилтетрагидрофталевый ангидрид и 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол УП-606/2 и политрифениловый эфир борной кислоты.

Недостатком данного связующего является низкая технологичность вследствие необходимости доотверждения при температуре 160±2°C.

Также известно эпоксидное связующее (пат. РФ №2270213, кл. C08L 63/02, 2004 - аналог) для изготовления стеклопластиковых труб, емкостей и т.д., включающее эпоксидиановую смолу, эпоксианилиновую смолу, ароматический аминный отвердитель, модифицирующую легирующую добавку, состоящую из 0,2-2,0 ПМС-5000 и 0,3-2,0 антиоксиданта «Ирганокс-1010».

Недостатком известного связующего является длительность процесса отверждения.

Наиболее близким к предлагаемой композиции является термоотверждаемое связующее (пат. РФ №2250241, кл. C08L 63/00, 2003 - прототип) для композиционных материалов и изделий из них, включающее эпоксидную диановую смолу, алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ-1 фенилглицидиловый эфир, а в качестве отвердителя содержит Бензам АБА.

Основными недостатками данной композиции являются сравнительно низкие деформационная теплостойкость и прочностные характеристики отвержденного материала и применение данной композиции не позволяет получать изделие с высокими физико-механическими свойствами.

Техническим результатом заявляемого решения является снижение длительности отверждения связующего, повышение теплостойкости и прочностных характеристик отвержденных композиций, расширение ассортимента эпоксидных композиций с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками.

Технический результат достигается за счет того, что наномодифицированное эпоксидное связующее для композиционных материалов, включающее эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель, а в качестве отвердителя содержит полиамин марки «Арамин-Т», представляющий собой модифицированный ароматический полиамин, дополнительно содержит наночастицы силикатного типа, представляющие собой органофильную глину марки «Монамет 1Э1», и наночастицы углеродного типа, представляющие собой карбоксилированные углеродные нанотрубки марки «Таунит-М», пластификатор - флотореагент оксаль Т-92, представляющий собой смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, и активный разбавитель, представляющий собой продукт конденсации анилина и эпихлоргидрина (эпоксианилиновая смола марки ЭА), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

эпоксидиановая смола 4,12-72,44 наночастицы силикатного типа 1,81-0,51 наночастицы углеродного типа 0,45-0,02 пластификатор 0,0-0,56 активный разбавитель 65,52-3,78 ароматический аминный отвердитель 28,1-22,69

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1

Приготовление смоляной части

На первом этапе готовят дисперсию карбоксилированных углеродных нанотрубок в смоле ЭД-20. В 72,44 мас.% эпоксидиановой смолы марки ЭД-20 всыпают 0,02 мас.% карбоксилированных углеродных нанотрубок марки Таунит-М и диспергируют полученную смесь путем ультразвукового воздействия с помощью погружного излучателя УЗДН-2Т в течение 45 мин при частоте воздействия 22 кГц.

Затем в реактор-смеситель объемом 50 литров, снабженный обогревом и механической мешалкой, загружают полученную дисперсию карбоксилированных углеродных нанотрубок марки Таунит-М в эпоксидиановой смоле марки ЭД-20, добавляют 3,78 мас. % активного разбавителя - эпоксианилиновой смолы марки ЭА и перемешивают с постепенным подъемом температуры до (50±5)°C в течение (20±5) мин с момента загрузки. Далее, продолжая перемешивание, производят загрузку малыми дозами 0,26 мас. % наночастиц силикатного типа - органофильную глину марки Монамет 1Э1 и продолжают перемешивание в течение (85±5) мин при температуре (50±5)°C. Готовая смоляная часть сливается в металлические барабаны или фляги.

Приготовление отвердителя

В емкость, снабженную обогревом и мешалкой, загружают 22,69 мас. % отвердителя марки «Арамин-Т» и при перемешивании разогревают до температуры (80±5)°C. Затем, продолжая перемешивание, производят загрузку малыми дозами 0,25 мас. % наночастиц силикатного типа - органофильную глину марки Монамет 1Э1, 0,56 мас. % Флотореагент оксаля Т-92 и перемешивают до получения однородного состава в течение (90±10) мин при температуре (80±5)°C. Охлажденный до (50±5)°C продукт сливается в металлические барабаны или фляги.

Приготовление композиции

В реактор, снабженный механической мешалкой, загружают 76,5 мас. %. смоляной части и 23,5 мас. % отвердителя, предварительно разогретых до температуры (50±5)°C, и перемешивают в течение (15±5) мин. Отверждение осуществляют при температуре (160±5)°C в течение (20±2) мин.

Примеры 2-3 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением соотношения компонентов в соответствии с таблицей 1. Свойства заявленной композиции представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, предлагаемая эпоксидная композиция, изготовленная по предлагаемому способу, обладает значительно более высокими эксплуатационными свойствами в сравнении с известным.

Совокупность достигнутых показателей предлагаемого наномодифицированного эпоксидного связующего позволяют использовать его для организации эффективных и технологичных процессов изготовления стеклопластиковых труб и других изделий на основе стеклянного и базальтового волокна, получаемых методом намотки и применяемых в тепловых сетях, системах горячего водоснабжения с сетевой водой, системах водоснабжения, с рабочей температурой до 150°C.

Похожие патенты RU2584013C1

название год авторы номер документа
Способ получения полимерно-композитного материала и композитная арматура 2021
  • Белкин Сергей Валентинович
  • Чаленко Константин Анатольевич
RU2755343C1
Эпоксидная композиция 2016
  • Косолапов Алексей Федорович
  • Баль Марина Богдановна
  • Селезнев Вячеслав Александрович
  • Иванова Анна Константиновна
  • Савин Виктор Васильевич
  • Красильникова Вера Витальевна
RU2618557C1
СПОСОБ СОКРАЩЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЭПОКСИДНОГО СВЯЗУЮЩЕГО 2019
  • Бузмакова Мария Михайловна
  • Гилев Валерий Григорьевич
  • Русаков Сергей Владимирович
RU2707994C1
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ВАКУУМНОЙ ИНФУЗИИ 2012
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Чурсова Лариса Владимировна
  • Гращенков Денис Вячеславович
  • Бабин Анатолий Николаевич
  • Соколов Игорь Иллиодорович
  • Панина Наталия Николаевна
  • Гуревич Яков Михайлович
  • Ким Михаил Александрович
RU2488612C1
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ 2004
  • Огрель Лариса Юрьевна
  • Ястребинская Анна Викторовна
RU2270213C1
ЛЕГКИЙ ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ВОДОСТОЙКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2015
  • Трофимов Александр Николаевич
  • Косолапов Алексей Федорович
  • Беляева Евгения Алексеевна
  • Шацкая Татьяна Евгеньевна
  • Натрусов Владимир Иванович
  • Ветохин Сергей Юрьевич
  • Кузнецов Алексей Александрович
  • Гильман Алла Борисовна
  • Яблоков Михаил Юрьевич
  • Байдаков Борис Владимирович
  • Шкуренко Светлана Ивановна
  • Галицын Владимир Петрович
  • Харченко Евгений Фёдорович
  • Осипчик Владимир Семёнович
  • Зорина Виктория Алексеевна
  • Ярославский Владислав Игоревич
RU2618882C2
Наномодифицированное полиуретановое связующее 2022
  • Койтов Станислав Анатольевич
  • Мельников Владимир Николаевич
  • Мышкин Сергей Николаевич
  • Санников Артем Андреевич
  • Сафронов Александр Петрович
  • Бекетов Игорь Валентинович
  • Гилева Анна Игоревна
RU2806117C1
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ 2007
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Зиновьев Василий Михайлович
  • Зрайченко Любовь Ивановна
  • Бережная Ольга Николаевна
  • Горшкова Людмила Михайловна
  • Саидова Светлана Нагимьяновна
  • Булатов Денис Альбертович
RU2360938C1
Теплостойкое низковязкое связующее для изготовления изделий методами вакуумной инфузии и пропитки под давлением и способ его получения 2021
  • Амиров Рустэм Рафаэльевич
  • Зимин Константин Сергеевич
  • Андрианова Кристина Александровна
  • Амирова Лилия Миниахмедовна
RU2762559C1
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ, ПРЕПРЕГ НА ЕГО ОСНОВЕ И ИЗДЕЛИЕ, ВЫПОЛНЕННОЕ ИЗ НЕГО 2011
  • Акатенков Роман Вячеславович
  • Ахмадиева Ксения Расимовна
  • Богатов Валерий Афанасьевич
  • Кондрашов Станислав Владимирович
  • Мараховский Петр Сергеевич
  • Фокин Андрей Сергеевич
RU2471829C1

Реферат патента 2016 года НАНОМОДИФИЦИРОВАННОЕ ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области создания композиционных материалов на основе волокнистых наполнителей и наномодифицированного эпоксидного связующего и может быть использовано при производстве стеклопластиковых труб и других изделий, получаемых методом намотки и применяемых в тепловых сетях, системах горячего водоснабжения с сетевой водой, системах водоснабжения, с рабочей температурой до 150°С. Наномодифицированное эпоксидное связующее для композиционных материалов включает эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель. В качестве отвердителя оно содержит полиамин марки «Арамин-Т», представляющий собой модифицированный ароматический полиамин. Композиционный материал содержит наночастицы силикатного типа, представляющие собой органофильную глину марки «Монамет 1Э1», и наночастицы углеродного типа, представляющие собой карбоксилированные углеродные нанотрубки марки «Таунит-М», При необходимости он содержит пластификатор-флотореагент оксаль Т-92, представляющий собой смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров. Композиционный материал содержит активный разбавитель, представляющий собой продукт конденсации анилина и эпихлоргидрина (эпоксианилиновая смола марки ЭА). Указанные компоненты содержатся в композиционном материале при следующем соотношении их (мас.%): эпоксидиановая смол (4,12-72,44), наночастицы силикатного типа (0,51-1,81), наночастицы углеродного типа (0,02-0,45), пластификатор (0,0-0,56), активный разбавитель (3,78-65,52), ароматический аминный отвердитель (22,69-28,1). Техническим результатом изобретения является снижение длительности отверждения связующего, повышение теплостойкости и прочностных характеристик отвержденных композиций, расширение ассортимента эпоксидных композиций с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками. 2 табл, 1 пр.

Формула изобретения RU 2 584 013 C1

Наномодифицированное эпоксидное связующее для композиционных материалов, включающее эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель, отличающееся тем, что в качестве отвердителя содержит полиамин марки «Арамин-Т», представляющий собой модифицированный ароматический полиамин, дополнительно содержит наночастицы силикатного типа, представляющие собой органофильную глину марки «Монамет 1Э1», и наночастицы углеродного типа, представляющие собой карбоксилированные углеродные нанотрубки марки «Таунит-М», пластификатор - флотореагент оксаль Т-92, представляющий собой смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, и активный разбавитель, представляющий собой продукт конденсации анилина и эпихлоргидрина (эпоксианилиновая смола марки ЭА), при следующем соотношении компонентов, мас. %:
эпоксидиановая смола 4,12-72,44 наночастицы силикатного типа 1,81-0,51 наночастицы углеродного типа 0,45-0,02 пластификатор 0,0-0,56 активный разбавитель 65,52-3,78 ароматический аминный отвердитель 28,1-22,69

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2584013C1

ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 2011
  • Беева Джульетта Анатольевна
  • Микитаев Абдулах Касбулатович
  • Беев Ауес Ахмедович
RU2474594C2
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ, ЩЕЛОЧЕСТОЙКИХ КОНСТРУКЦИЙ 2013
  • Белых Анна Геннадьевна
  • Васенева Ирина Николаевна
  • Ситников Петр Александрович
  • Рябков Юрий Иванович
  • Кучин Александр Васильевич
  • Фурсов Лев Валентинович
RU2536141C2
ТЕРМООТВЕРЖДАЕМОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ 2003
  • Николаев В.Н.
RU2250241C2
ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ 2007
  • Туисов Алексей Геннадьевич
  • Белоусов Александр Михайлович
  • Башара Владимир Алексеевич
RU2339662C1
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ВАКУУМНОЙ ИНФУЗИИ 2012
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Чурсова Лариса Владимировна
  • Гращенков Денис Вячеславович
  • Бабин Анатолий Николаевич
  • Соколов Игорь Иллиодорович
  • Панина Наталия Николаевна
  • Гуревич Яков Михайлович
  • Ким Михаил Александрович
RU2488612C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМОДИФИЦИРОВАННОГО МОНТМОРИЛЛОНИТА С ПОВЫШЕННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Штепа Сергей Вячеславович
  • Бахов Федор Николаевич
  • Черкина Ульяна Юрьевна
RU2519174C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИСПЕРСИЙ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК 2012
  • Ткачев Алексей Григорьевич
  • Мележик Александр Васильевич
  • Однолько Валерий Григорьевич
RU2531172C2
ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ 2007
  • Куценко Геннадий Васильевич
  • Зиновьев Василий Михайлович
  • Зрайченко Любовь Ивановна
  • Бережная Ольга Николаевна
  • Горшкова Людмила Михайловна
  • Саидова Светлана Нагимьяновна
  • Булатов Денис Альбертович
RU2360938C1

RU 2 584 013 C1

Авторы

Косолапов Алексей Фёдорович

Баль Марина Богдановна

Натрусов Владимир Иванович

Даты

2016-05-20Публикация

2014-12-29Подача