Композиция холодного отверждения Советский патент 1992 года по МПК C08L33/12 C08K5/3432 C08L33/12 C08L63/00 

1

(21)4706687/05 (22) 23.03.89 (46)15.12.92. Бюл. N 46

(71)Научно-исследовательский институт авиационной технологии и организации производства

(72)Г.И.Иванова, О.А.Семенова, Н.И.Бого- лепова, И.Е.Полукарова, С.В.Малюгин, Г.Н.Тюренков, А.Р.Брюшкова и И.А.Серая @36) Авторское свидетельство СССР

N: 543657, кл, С 08 L 33/10, 1977. (54) КОМПОЗИЦИЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

(57) Изобретение относится к композициям на основе эпоксидных смол и акриловых

соединений и может быть использовано для получения покрытий и как связующее при изготовлении слоистых пластиков. Композиция состоит из сополимера метилметак- рилата и метакриловой кислоты марки Витан-2М, взятого в количестве 100-200 мае.ч., эпоксидной смолы УП-546 20-60 мас.ч.,аддукта окиси пропилена и этиленди- амина - лакромола - в качестве отверждаю- щего агента - 25-40 мае.ч. и пиридилметакрилата в качестве катализатора 1-3 мас.ч., что обеспечивает теплостойкость изделий до 200°С, прочность при изгибе 750-950 кгс/см , прочность при разрыве 590-630 кгс/см2.3 табл.

Изобретение относится к композициям на основе акриловых соединений и эпоксидных смол. О но может быть использовано для получения покрытий и как связующее при изготовлении слоистых пластиков.

Предметом изобретения являются композиции, которые могут наноситься на различные поверхности. Аналогичной по химическому составу к заявляемой является композиция, представленная в статье Пла- стифицированные эпоксидные составы для монолитных покрытий полов ; авторов Н.С.Кардаш и др., опубликованной в Тезисах докладов Второй научно-технической конференции по пластификации полимеров, Казань. 1984.г„ с. 281-282. Составы по а.с. 1208045,C08G3/14, на основе акриловых сополимеров, эпоксидных смол и аминных отвердителей используются в качестве клеевых композиций. Недостатками известных составов являются низкие физико-механические характеристики, большие относительные удлинения. Близким к заявляемой композиции является состав Для защитного покрытия, содержащий следующие компоненты:

Сополимер метил метакрилата и метакриловой к-ты 30-60

Метилметакрилат.19,5-65

Метакриловая к-та Диметиланилин

0,002-0,013 0,3-1.18

Фуриловый спирт35-40

Состав имеет низкие физико-механические характеристики. Наиболее близким к заявляемому является состав, содержащий следующие компоненты, мас.ч.: Сополимер бутилметак- - рилата и метакриловой к-ты 40,2-46,75 Перекись бензоила0,7-0.8

Гидрохинон0,002-0.004

Диметиланилин1.4-1,6

Фенилакриловая к-та0.5-8,0

VI СО

ю ел ю

2,5

Эпоксидная диановая смола

Метилметакрилат45,1-32

Недостатками известной композиции являются низкие физико-механические ха- рактеристики, низкая теплостойкость. Целью предлагаемого изобретения является создание композиций с улучшенной теплостойкостью и более высокими физико-механическими характеристиками, отверждающихся при нормальной темпере- туре или при повышенной, которые можно использовать для изготовления слоистых пластиков. Композицию, которая рассматривается в качестве прототипа, как наибо- лее близкая по химическому составу, использовать для изготовления слоистых пластиков нельзя из-за высокой вязкости состава. Разработанная композиция, на основе акрилатно-эпоксидных соединений, представляет собой дисперсию акрилового сополимера в эпоксидной смоле, может быть использовано в качестве связующего при изготовлении неметаллической оснастки. Разработанная композиция содержит следующие компоненты: сополимер метил- мета крилата и метакриловой к-ты, эпоксидную смолу, аддукты и катализатор. Композиции могут содержать дополнительно модифицирующую добавку, которая яв- ляется одновременно и разбавт/ггелем. Экспериментальную проверку проходил ряд вариантов разработанных композиций, характеризующихся различным содержанием компонентов Рецептуры исследованных композиций представлены в табл.1. Наиболее ценными свойствами разработанных композиций является кратковременность процесса гелеобрэзования - пленка образуется в процессе пропитки армирующего ма- териала. под действием небольшого давления. Условия отверждения композиций подбирают в зависимости от требуемых физико-механических характеристик, однако через 10 мин отверждения при 90-100°С, образцы связующего имеют высокий уровень характеристик, позволяющий использовать разработанную композицию в качестве покрытий. Отличием разработанных композиций от известных является при- менение в них новых компонентов: аддуктов и кэтализатора-пиридилметакри- лата. Композицию получают смешением компонентов до образования смеси с вязкостью 200-400 П. Затем этой композицией пропитывают стеклоткань. Свойства разработанных композиций представлены в табл.2.

Как следует из табл.2, разрушающее напряжение при изгибе, сжатии композиции 3

5 10 152025303540455055

выше, чем у прототипа, теплостойкость выше. Как было сказано ранее, пропитка арми- рующего материала происходит до приложения давления, образование пленки и дополнительная пропитка происходит после приложения давления. Через 1-2 ч после образования пленки, разрушающее напряжение при разрыве 1 слоя стеклоткани, пропитанной пленочным связующим 800-1200 кгс/см2. В дальнейшем прочность материЗла возрастает. С увеличением слоев стеклоткани прочность материала также возрастает. Разработанные композиции не содержат летучих компонентов и несвязанных пластификаторов, которые могут повлиять на качество изделий. При использовании разработанных связующих снижается пористость изделий. Свойства стеклопластиков на разработанном связующем приведены в табл.3.

При прогреве при температурах 150- 170°С в течение 2-3 ч физико-механические характеристики увеличиваются: прочность при разрыве достигает 4000 кгс/см2.

Установление положительные свойства разработанных композиций позволили рекомендовать их для применения в качестве связующего для изготовления слоистых пластиков. При их использовании исключа- ются проблемы пористости, перетекания связующего, обеспечивается высокая технологичность процесса изготовления слоистых пластиков, (В известном решении процесс нанесения пленочных связующих очень трудоемкий, требующий применения высоких температур). Для переработки разработанного связующего не требуется применения специального дорогостоящего оборудования.

В литературе известно п рименение лап- ромола для отверждения эпоксидных композиций. Известные композиции характеризуются длительным временем отверждения, высокой гигроскопичностью, низкой теплостойкостью. По данным ИК- сгтектроСкопии, отверждение системы (без катализатора) эпоксидная смола - лапромол протекает на 35%. В разработанной композиции роль структурирующего элемента выполняет сополимер метилметакрилата и метакриловой к-ты, взаимодействует со всеми компонентами системы с образованием пространственной структуры. Двойная «ом- позиция Витан лапромол характеризуется высоким уровнем физико-механических характеристик, ускорение процесса отверждения происходит за счет катализатора-пиридилметакрилата, который также участвует в процессе формирования пространственной структуры. Применение катализатора пиридилметакрилата позволяет отверждать разработанную композицию при нормальной температуре.

Формула изобретения

Композиция холодного отверждения, включающая сополимер акриловых мономеров, эпоксидную смолу, отвердйтель &Гката- лизатор отверждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплостойкости и физико-механических характеристик, она в качестве сополимера акрило вьТх моно

100 110 120 80 00 100 180 ПО 120

20

)0 60

20 1)0 60

23 1)0 60

20

20 10 5 30 40 2П 30 «О

20 25 30

Разрушающее напряжение при разрыве, кгс/см2 600

Разрушающее напряжение при сжатии, кгс/см 750

Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см 750

Модуль упругости при растяжении, кгс/смг -10 7

Коэффициент теплопроводности, Вт/мтрад

Объемная теплоемкость С, кДж/см К

Теплостойкость,°С

620 630 600 5Э9 600 600 620630500-450

780 800 900 930 1200 12001200550-900

780 800 830 870 300 900 930950550-700

6,7 7,0 - -.. 7,5 6,5 -7,00,22 0,230,23

2420

200

200

125-150

меров содержит сополимер метилметакри- лата и метакриловой кислоты марки Витан- 2М, в качестве отверждающего.агента - аддукт окиси пропилена и этилендиамина - лапромол, а в качестве катализатора - пири- дилметакрилат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Сополимер метилметакрилата и метакриловой

кислоты - Витан-2М ./ 100-120

Эпоксидная смола20-60.

Аддукт окиси пропилена

и этилендиамина-лапро мол 25-40

Пиридилметакрилат1-3

Таблица f

40,2-46.7

,9-2,5

20 1)0 60

23 1)0 60

20 25 30

200

200

125-150

ТаблицаЗ