Полимерная композиция Российский патент 2022 года по МПК C08L63/00 C08K5/24 C08G59/40 

Изобретение относится к высокопрочным полимерным композициям на основе эпоксидных смол и циклоалифатических диокисей, предназначенных для изготовления крупногабаритных изделий из композитных материалов, нанесения антикоррозионных и декоративных покрытий с повышенной устойчивостью к климатическому и ультрафиолетовому воздействию, а также заливочных и пропиточных компаундов электротехнического назначения и др. целей.

Известны полимерные композиции на основе эпоксидных смол, содержащие в качестве отвердителей аминоаддукты, полученные взаимодействием алифатических или ароматических аминов с эпоксидными диановыми или алифатическими смолами и активные разбавители (см. «Справочник по пластическим массам» под редакцией В.М. Катаева и др. 1975, Издательство «Химия», стр. 207 и 219).

Недостатками описанных композиций являются сравнительно невысокие технологические свойства - малая жизнеспособность при переработке, высокая пиковая температура экзотермической реакции при отверждении формуемых из них изделий.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является полимерная композиция на основе эпоксидных смол с активным разбавителем и низкомолекулярным гидроксилсодержащим соединением, содержащая в качестве отвердителя аминоаддукты, полученные взаимодействием алифатических или ароматических и алкиленароматичнских аминов с эпоксидными диановыми или алифатическими смолами, циклоалифатическими или алифатически-циклоалифатическими диокисями с добавлением акрилатов и аминоспиртов.

Недостатком указанной полимерной композиции является низкий уровень прочности при повышенных температурах, а также, низкая жизнеспособность и высокая экзотермичность, не позволяющая использовать ее для изготовления крупногабаритных изделий.

Целью заявляемой полимерной композиции является увеличение жизнеспособности, снижение экзотермичности и повышение прочностных характеристик при воздействии высоких температур, при одновременном достижении устойчивости к климатическому и УФ-воздействию.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция на основе эпоксидных смол и циклоалифатических диокисей, в качестве отвердителя содержит продукт взаимодействия амина с моно-, диокисями олефинов, включая цикло-алифатические или алифатически-циклоалифатические ди- и триэпоксиды или их смеси (А), в состав последних предварительно вводят соединения, содержащие триазиновый цикл (Б) при соотношении А:Б от 95:5 до 40:60, а в процессе получения отвердителя в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин, алифатический, ароматический, алкиленароматический или циклоалифатический, а затем к нему прибавляют эпоксидный компонент (А+Б) из расчета мольного превышения амина над эпоксидным компонентом в 5-25 раз, после чего вводят третичный амин в количестве 0,1÷5 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционной массы и далее состав перемешивают при температуре от 20°С до 160°С в течение от 15 до 200 минут. Который затем вводят в смесь эпоксидной смолы с разбавителем и перемешивают при Т=15-100°С в течение 15-120 минут. При следующем соотношении компонентов в массовых частях:

эпоксидная смола 100 разбавитель 10÷150 Отвердитель 20÷150

Пример 1.

Синтез отвердителя

В реактор, снабженный обогревом-охлаждением и быстроходной мешалкой 1500 об/мин, загружают 1000 мас.ч. мета-фенилендиамина в расплавленном состоянии (Тпл. +63°С), затем к нему в течение 15 минут прибавляют предварительно приготовленную смесь диокиси циклического эфира на основе тетрагидробензальдегида (промышленная марка смола УП-632) компонент А с триглицидилциануратом (промышленная марка смола ЭЦ) - компонент Б, в соотношении А:Б=65:35, содержание эпоксидных групп в смеси 32% в количестве 330 мас.ч., обеспечивая таким образом 15-кратный мольный избыток мета-фенилендиамина по отношению к эпоксидному компоненту. К подогретой до +80°С смеси в реактор добавляют 3,325 мас.ч третичного амина-триэтаноламинотитаната (из расчета 0,25 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционной смеси) и перемешивают в течение 110 минут.

Полученный таким образом отвердитель охлаждают до температуры окружающей среды и разливают в металлические емкости.

Получение полимерной композиции

В другой реактор загружают 100 массовых частей эпоксидной смолы марки УП-610, затем к ней добавляют 70 массовых частей активного разбавителя - эпоксидированного этриола марки ЭЭТ-1, 85 массовых частей отвердителя. Температуру в реакторе поднимают до 55°С и перемешивают в течение 20 минут. Готовую полимерную композицию используют сразу же после приготовления.

Примеры 2÷8 осуществляют аналогично примеру 1, согласно таблице 1 с изменением компонентов и параметров. Свойства заявляемой полимерной композиции по примерам 1÷8 приведены в таблице 2, из которой видны ее преимущества перед известными техническими решениями.

Условия получения отвердителя по примерам 2-8 приведены в таблице 1, а свойства отвержденных эпоксидных полимеров в таблице 2.

Свойства отвердителя и отвержденных им полимеров на основе эпоксидных смол с различными отвердителями приведены в таблице 3.

Изобретение относится к полимерной композиции на основе эпоксидных смол и циклоалифатических диокисей, предназначенной для изготовления крупногабаритных изделий. Полимерная композиция в качестве отвердителя содержит продукт взаимодействия эпоксидного компонента с мольным избытком ди- или полиамина, где в качестве эпоксидного компонента применяют моно- и диокиси олефинов, включая циклоалифатические или алифатическо-циклоалифатические ди- и триэпоксиды или их смеси (А) в сочетании с соединениями, содержащими триазиновый цикл (Б) в соотношении А:Б от 95:5 до 40:60. В процессе получения отвердителей в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин, а затем к нему прибавляют эпоксидный компонент, причем аминный компонент берут в 5÷25-кратном мольном избытке по отношению к эпоксидному компоненту, затем вводят третичный амин в количестве 0,1÷5 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционной массы, перемешивают при температуре от 20°С до 160°С в течение от 15 до 200 мин, который затем вводят в смесь эпоксидной смолы с разбавителем и перемешивают при Т=15-100°С в течение 15÷100 мин при следующем соотношении компонентов, в массовых частях: эпоксидная смола 100, разбавитель 10-150, отвердитель 20÷150. Технический результат - увеличение жизнеспособности полимерной композиции, снижение экзотермичности и повышение прочностных характеристик изделий при воздействии высоких температур, снижение тангенса угла диэлектрических потерь, диэлектрической проницаемости и увеличение времени дугостойкости, что позволяет использовать полимерные композиции в качестве заливочных и пропиточных компаундов электротехнического назначения. 3 табл., 8 пр.

Полимерная композиция для изготовления крупногабаритных изделий из композитных материалов на основе эпоксидных смол и циклоалифатических диокисей, содержащая в качестве отвердителя продукт взаимодействия эпоксидного компонента с мольным избытком ди- или полиамина, отличающаяся тем, что в качестве эпоксидного компонента применяют моно- и диокиси олефинов, включая циклоалифатические или алифатическо-циклоалифатические ди- и триэпоксиды или их смеси (А) в сочетании с соединениями, содержащие триазиновый цикл (Б) в соотношении А:Б от 95:5 до 40:60, а в процессе получения отвердителей в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин - алифатический, ароматический, алкиленароматический или циклоалифатический, а затем к нему прибавляют эпоксидный компонент, причём аминный компонент берут в 5-25-кратном мольном избытке по отношению к эпоксидному компоненту, после чего вводят третичный амин в количестве 0,1-5 мас.ч. на 100 мас.ч. реакционной массы аминного и эпоксидного компонентов и далее ее перемешивают при температуре от 20°С до 160°С в течение от 15 до 200 мин, который затем вводят в смесь эпоксидной смолы с разбавителем и перемешивают при Т=15-100°С в течение 15-100 мин при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

эпоксидная смола 100 разбавитель 10 - 150 отвердитель 20 - 150