СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ НИКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ АЛИФАТИЧЕСКИМИ АМИНАМИ Советский патент 1968 года по МПК C08L63/02 

Изобретение касается процесса отверждения эпоксидных низкомолекулярных смол алифатическими аминами для дальнейшей переработки их в качестве заливочных, склеивающих, пропитывающих, защитных компаундов и пр.

Отверждение эпоксидных смол алифатическими полиаминами, например полиэтилен-полиаминами, на практике обычно производят без подведения тепла извне (так называемое «холодное отверждение»). Однако в этих условиях процесс стабилизации свойств материала протекает длительно. Хотя жидкая композиция переходит в твердое состояние в течение 1-6 час, для достижения стабильных и высоких механических и физико-химических показателей материала необходима дополнительная термообработка отвержденного компаунда в течение 10-12 час при 80°С или 6-8 час при 100°С Осуществить на практике такую термообработку часто бывает весьма затруднительно или невозможно (например, вследствие крупных габаритов изделия или его чувствительности к повышенным температурам).

В предлагаемом способе предусматривается предварительный прогрев жидких эпоксидных компаундов на основе низкомолекулярных эпоксидных смол и алифатических полиаминов в электрическом поле токов высокой частоты до 40-80°С в течение 30-60 сек с последующим использованием нагретого таким образом компаунда для переработки (заливки, склеивания, нанесения покрытий, пропитки и пр.). При этом процесс отверждения проходит с большой скоростью, и через 25-35 мин без какой-либо дополнительной термообработки получается материал со стабильными и высокими показателями, которые при обычных способах отверждения можно достичь лишь в результате длительного нагрева при 80-100°С.

Пример, а) 100 г эпоксидной смолы марки ЭД-5 смешивают с 15 г полиэтиленполиамина при 20°С и заливают в металлическую форму для получения стандартных образцов для испытаний размером 120×15×10 мм. Испытания проводят через 15 суток выдержки при комнатной температуре.

б) После заливки состав выдерживают при комнатной температуре 24 час, после чего производят термообработку при 60°С 24 час в термостате.

в) Компаунд указанного состава перед заливкой в формы нагревают в поле токов высокой частоты при напряжении электрического поля Е=400 в/см и частоте f=20 Мгц в течение 40 сек до 50°С. Нагретый компаунд заливают в форму, нагретую до 50°С. Дальнейшее отверждение производят без поведения тепла в комнатных условиях. Испытания проводят через 30 мин после заливки жидкого компаунда в форму.

Данные испытаний приведены в нижеследующей таблице. Здесь, видно, что применение предварительного нагрева компаунда в поле ТВЧ приводит не только к резкому сокращению длительности процесса отверждения, но и к существенному улучшению физико-механических показателей материала.

Описанное явление можно объяснить следующим образом:

При воздействии электрического поля высокой частоты происходит взаимная ориентация молекул эпоксидной смолы и отвердителя, способствующая более быстрому и глубокому взаимодействию их между собой. Сообщенная компаунду тепловая энергия инициирует процесс. Здесь следует отметить, что обычным конвекционным методом равномерно нагреть эпоксидные компаунды с полиэтиленполиаминами до 40-60°С невозможно, поскольку в течение того периода времени, который потребуется для этого, произойдет гелеобразование, сопровождающееся большим экзотермическим эффектом.

Способ отверждения низкомолекулярных эпоксидных смол алифатическими аминами с применением термообработки, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени, необходимого для достижения стабильных и удовлетворительных показателей и исключения термообработки готовых изделий, жидкий компаунд перед его использованием (для заливки, пропитки, склеивания и пр.) прогревают в электрическом поле токов высокой частоты до температуры 40-80°С в течение 30-60 сек.