Термореактивная эпоксидная композиция Советский патент 1975 года по МПК C08G45/04 

1

Изобретение относится к области получения термореактивных композиций на базе эпоксидных смол.

Известна эпоксидная композиция, содержащая низкомолекулярную эпоксидную диановую смолу и в качестве отвердителя продукт взаимодействия малеинового ангидрида (МА) с алкенил-ароматическим соединением (ААС), например стиролом. Отвердитель является бисаддуктом МА и стирола (2 мол. МА+ + 1 мол. стирола), который получают взаимодействием исходных продуктов в бензоле в присутствии ингибитора полимеризации - пикриновой кислоты.

Однако получение этого отвердителя связано с рядом технологических трудностей, а использование его в качестве отвердителя требует одновременного применения катализатора, например бензилдиметиламина, и осуществляется при 100-180°С в течение 24-33 час. Кроме того, отвержденная отливка обладает механическим постоянством формы до 232°С.

Цель изобретения - упрощение технологии отверждения композиции и улучшение термомеханических свойств готового полимера.

Для этого в предлагаемой термореактивной композиции в качестве отвердителя используют сополимер МА и ААС молекулярного веса 1000-200000 с числом ангидридных групп в

молекуле не менее трех при соотнощении сополимера и смолы, равном 5-95 : 95-5. В качестве такого сополимера могут быть использованы сополимеры МА с алкенилароматическим углеводородом - стиролом, винилтолуолом, а-метилстиролом, аллилтолуолом, аллилнафталином, 1-фенилбутеном-2- или алкенилфенолом-винилфенолом, изопропенилфенолом, аллилфенолом, бутенилфенолом.

Сополимер алкенилароматического соединения и малеинового ангидрида (мольное соотношение 1 : 1 -1,5) получают сополимеризацией указанных мономеров в блоке или в растворе с применением 0,05-2% свободнорадикальных инициаторов, например органических перекисей (перекиси грег-бутила, гидроперекиси кумола), динитрила азодиизомасляной кислоты и т. д. Эпоксидную смолу и полимер берут в соотношении 5-95 :95-5.

Композицию готовят следующим образом.

Смешивают сополимер с раствором эпоксидной смолы в низших кетонах, например в ацетоне, после чего растворитель удаляют, а смесь сополимера и эпоксидной смолы нагревают в массе или на подложке при 30-250°С в течение 0,5-350 мин. Получают сшитый продукт практически не содержащий растворимой части и имеющий следующие характеристики:

Адгезия к металлу (на

сдвиг), кгс/см 200-250

Твердость, кг/мм по Бринеллю ЯБ6,6

по Роквеллу ЯЕ13

Теплостойкость по Вика, °С 70-80

Механическое постоянство при нагревании и нагрузке 200 г цилиндрического образцаНе деформируется дот. разл

Начало термической деструкции в глубоком вакууме, °С290-300

Водопоглощение за 24 час,

%0,001-0,02.

Предлагаемые композиции могут быть использованы для получения армированных пластиков, например стеклопластиков, сухим способом, предусматривающимпропитку армирующего материала смесью эпоксидных смол и нелетучего (олигомерного или полимерного) отвердителя из их раствора, например, в ацетоне.

Показатели стеклопластиков, полученных на основе сополимеров и смолы следующие: Пределы прочности

на изгиб, кг/см23800-4416

Удельное поверхностное электрическое

сопротивление, ом 1,10-10 -1,97-10 Удельное объемное электрическое сопротивление, ом-см ,25-10 Угол диэлектрических потерь при частоте 10 гц0,0100.

Пример 1. Композицию, состоящую из 5 вес. % эпоксидной смолы (ЭД-6) и 95 вес. % сополимера малеинового ангидрида и стирола с мол. весом 200 тыс. отверждают при 150°С в течение 1 час.

Характеристики отвержденной композиции следующие:

Предел прочности, кг/см при статическом изгибе1180

при сжатии1300

Удельная ударная вязкость,

кг-см/см 15

Твердость по Бринеллю, кг/см 25 Теплостойкость по Мартенсу,°С 250. Пример 2. Композицию, состоящую из 95 вес. % эпоксидной смолы (ЭД-6) и 5 вес. % сополимера малеинового ангидрида со стиролом с молекулярным весом 150 тыс., отверждают при 160°С в течение 10 час. Отвержденная композиция имеет следующие характеристики:

Предел прочности, кгс/см

при статическом изгибе1200

при сжатии1000

Твердость по Бринеллю, кг/см 20

Теплостойкость по Мартенсу, °С 160

Водопоглощение, %0,001.

Пример 3. Композицию, состоящую из 5 вес. ч. эпоксидной смолы (ЭД-5) и 25 вес. ч. аллилнафталина с мол. весом 3,5 тыс., отверждают при 150°С в течение I час. 5 Характеристики отвержденной композиции следующие:

Адгезия к металлу (на сдвиг),

кг/см 120 Твердость, кг/мм 89

Теплостойкость по Вика,°С185.

Пример 4. Композицию, состоящую из 95 вес. % эпоксидной смолы (ЭД-6) и 5 вес. % сополимера малеинового ангидрида с изопро15 пенилфенолом с мол. весом 1 тыс., отверждают при 160°С в течение 5 час. Отвержденная композиция имеет следующие характеристики: Адгезия к металлу (на сдвиг),

кг/см 250

Твердость, кг/мм 3

Теплостойкость по Вика,°С175.

Пример 5. Композицию, состоящую из 66,6 вес. % эпоксидной смолы (ЭД-6) и 33,4 вес. % сополимера малеинового ангидрида и аллилбензола с мол. весом 4,5 тыс., отверждают при 130°С в течение 2 час. Отвержденная композиция имеет следующие характеристики:

Q Стенень сшивки, %100 Адгезия к металлу (на сдвиг),

кгс/см 250 Твердость, кг/мм

по Бринеллю Яв7

r по Роквеллу Як13

Теплостойкость по Вика,°С87

Водопоглощение за 24 час, %0,002.

Пример 6. Композицию, состоящую из

66,6 вес. % эпоксидной смолы (ЭД-6) и

0 33,3 вес. % сополимера а-метилстирола с малеиновым ангидридом с мол. весом 15 тыс.,

отверждают при 150°С в течение 1 час.

Характеристики отвержденной композиции следующие: 5Степень сщивки отвержденного

продукта, %87

Адгезия к металлу (на сдвиг),

кгс/см 220-225

Твердость по Бринеллю, кг/мм 6 0Теплостойкость по Вика, °С 82

Водопоглощение за 24 час., % 0,002. Пример 7. Композицию, состоящую из 86 вес. % эпоксидной смолы (ЭД-6) и 14 вес. % сополимера бутенилтолуола с малеино5 вым ангидридом с мол. весом 1,5 тыс., отверждают при 140°С в течение 3 час.

Характеристики отвержденной композиции следующие:

Степень сшивки отвержденного 0продука, %86

Адгезия к металлу (на сдвиг),

КГС/СМ2230-240

Твердость по Бринеллю, кг/мм 6 Теплостойкость по Вика, °С 80 Водопоглощение за 24 час., % 0,006. 5 Предмет изобретения 1. Термореактивная эпоксидная композиция, содержащая низкомолекулярную эпоксидную диановую смолу и отвердитель - продукт взаимодействия малеинового ангидрида с алкенилароматическим соединением, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии отверждения композиции и улучщения качества готового полимера, в качестве отвердителя применен сополимер малеинового ангидрида с алкенилароматическим соединением молекулярного веса 1000-200000 с числом ангидридных групп в молекуле не менее трех 6 при соотношении сополимера и смолы, равном 5-95:95-5. 2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя применен сополимер малеинового ангидрида с алкенилароматическим углеводородом - стиролом, винилтолуолом, а-метилстиролом, аллилтолуолом, аллилнафталином, 1-фенилбутеном-2. 3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя применен сополимер малеинового ангидрида с алкенилфенолом-винилфенолом, изопропенилфенолом, аллилфенолом, бутенилфенолом.