Эпоксидная композиция Советский патент 1976 года по МПК C08L63/00 

Изобретение относится к области получения композиций на основе эпоксидных смол. Известны композиции иа основе эноксидны.ч смол и наполнителей с применением низкомолекулярных отвердптелей 1 и 2. Известна ю также композиция 3, содержащая эпоксидиановую смолу с эпоксидным числом 16-18 (ЭД-16), отвержденную полиангидридом себациновой кислоты (УП-607), и минеральный наполнитель - маршалит (100 вес. ч. ю , 200 вес. ч. маршалита). Недостатком таких композиций являются неудовлетворительные механичеекие свойства, малая устойчивость к термоудару, недостп|0чиая теплостойкость, что ограничивает об- 55 применения композиций, а также новышенный вес изделий и быстрый износ оборудования для переработки за счет нрименс). минеральных наполнителей. Целью изобретения является нолучеиие 20 эпоксидных композиций с повышенной теплостойкостью, термоударостойкостью изделий на их основе и улучшенными механическими и диэлектрическими свойствами. Наряду с этим предлагаемые эпоксидные 25 композиции отличаются низким удельным весом и высокой сопротивляемостью ударным нагрузкам. Предлагаемая эпоксидная композиция дополнительно содержит в качестве иаиолиите- 3 ля, выполняющего также функцию от;;срднтеля, высокотсплостойк11Й кардовьл поли.мер с химически актирл1ыл;и гетеросвязями o6meii формулы + К-Х где п 50; -NH- СуR в количестве 10-60 вес. ч. на 100 вес. ч. эпоксидной смолы.

Эпоксидные композиции готовят как непосредственным смешением ингредиептов (причем химически активный полимер вводится в топко-дисперсном виде), так и смешением предварительно приготовленных их растворов в органических растворителях.

В качестве химически активных полимерных наполнителей могут быть использованы теплостойкие кардовые полимеры, способные взаимодействовать с эпоксидными циклами по своим гетеросвязям, расположенным как в основной, так и в боковой цепи, и другим химически активным группам.

К упомянутым гетеросвязям относятся: сложно-эфирные связи в гетероцеппых ароматических кардовых полиэфирах, например полиарилатах, амидные связи в ароматических кардовых полиамидах, имидные группы в кардовых ароматических полиимидах.

Указанные полимеры используют для отверждения и иаполнения различных типов эпоксидных смол: полиглицидных эфиров полифенолов, циклоалифатических эпоксидных смол и т. д. При этом композиция может содержать целевые добавки, иапример обычные отвердители, пигменты, другие нaпOv нитeли, С1абилизаторы.

В композициях соотношение эпоксидной смолы и химически активпого полимерного высокотеплостойкого паполнителя выбирают в пределах, вес. ч.: от 100/00 до 100/10 (предпочтительно от 100/50 до 100/30). В случае трехкомпонентпых композиций па 100 вес. ч. эноксидиой смолы берут Ю-60 вес. ч. химически активного полимерного высокотеплостойкого наполнителя (иредпочтительно 30- 50 вес. ч.) и 30-110 вес. ч. отвердителя (предпочтительно 40-70 вес. ч.).

Интервал температур, в котором проводят отверждение, лежит в пределах от 100 до 250°С.

Применение кардовых теплостойких иолимеров способствует получению однородных композиций с эпоксидными смолами вследствие хорошей совместимости ко.мпонептов и последующего их химического взаимодействия. Эпоксидные композиции могут быть использованы для получения изделий из них методом заливки и прессовапия, а также из раствора. Композиции примеияют в качестве задивочных компаундов, клеев, связуюш,их для стеклоиластиков, лаковых покрытий, порошкообразных компаундов для напыления.

Пример 1. 100 вес. ч. эпоксидной смолы 4,4-диоксидифенилпропана (ЭД-16) с эпоксидным числом 16-18 смешивают с 30 вес. ч. тонкодисперсного (20-70 мкм) высушенного полиарилата терефталевой кислоты и фенолфталеина (полиарилата Ф-2) при температуре 100°С до прекран ения выделения пузырей воздуха.

Режим отверждения: ступенчатый подъем температуры от 100 до 200°С в течепие 20 час. Полученный твердый материал незначительно

деформируется при нагревании до ЗООС при нагрузке кг/см и имеет следуюш,ие электрические показатели: еЗ,8; tg 8 0,01 (на частоте (106 рц). pj,2-10i ом, рг,0,5-1014 ом. см, пробивное напряжение Е 35 кв/мм.

Пример 2. По примеру 1 получают композицию, содержаш.ую 100 вес. ч. эпоксидной смолы 4,4-диокспдифенилпропана (ЭД-20) с эпоксидным числом 20-22 и 40 вес. ч. полиарилата Ф-2.

Полученный твердый материал деформируется лишь на 10% нри нагревании до 340°С при нагрузке 1 кг/см и имеет те же электрические показатели, что композиция в примере 1.

Пример 3. По примеру 1 получают композицию, содержаш,ую 100 вес. ч. циклоалифатической смолы УП-612 формулы

СН-0-СН9.

о: -CH2

;о

и 35 вес. ч. полиарилата Ф-2. Полученный твердый материал не деформируется до 300°С при нагрузке 1 кг/см и имеет те же электрические свойства, что и композиция в примере 1.

Пример 4. 100 вес. ч. эпоксидной смолы ЭД-16, нагретой до 100°С, сме пивают с 50 вес. ч. расплава полиангндрида себациповой кислоты (УП-607) и 30 вес. ч. полиарилата Ф-2. Композицию перемешивают, выдерживают при 100°С в течение 10 мин, вакуумируют и отверждают по режиму: ступенчатый подъем температуры от 100 до 200°С в течение 20 час. Полученный твердый материал обладает следуюш,ими показателями: удельный вес 1,12 г/см, удельная ударная вязкость 20 кГ см/см2, а изгиба 1800 кГ/см, о сжатия 700 кГ/см2, 1,610 КГ/СМ2, бЗ,7; б 0,022 (на частоте 10 гц).

Примеры 5-13. Композиции, имеюш,ие состав и свойства, приведенные в таблице, получают по примеру 4.

Пример 14. 100 вес. ч. эпоксидной смолы

ЭД-16, нагретой до , смешивают с

10 вес. ч. полиимида 3,3, 4,4-бензофенонтетракарбоновой кислоты и анилинфлуорена до

получения однородной смеси.

Смесь отверждают по режиму: 150°С-5 час; 175°С - 3 час, 200°С 5 час, 250°С - 10 час; ЗООС - 10 час.

Получают твердый материал, который деформируется на 20% при нагревании до 350°С при нагрузке 1 кГ/см.

Пример 15. 100 вес. ч. эпоксидной смолы ЭД-16 нагревают до 100°С, смешивают с 60 вес. ч. расплава УП-607 и 30 вес. ч. тонкодисперсного ароматического полиимида 3,3, 4,4-бензофенонтетракарбоновой кислоты и аналинфлуорена до получения однородной смеси. Полученной композицией склеивают металлические пластины (сталь-сталь) и (алюминий-алюминий) и прогревают при постепенном подъеме температуры от 20 до 200°С с выдержкой при 200°С 6 час и давлении 5 кГ/см. Полученное клеевое соединение имеет предел прочности при сдвиге 210 кГ/см (сталь-сталь) и 150 кГ/см (алюминий-алюминий), предел прочности при растяжении кГ/см (сталь-сталь). Пример 16. 100 вес. ч. эпоксидной смолы ЭД-16, нагретой до 100°С, смешивают с 50 вес. ч. расплава нолиангидрида себациновой кислоты (УП-607) и 40 вес. ч. полиамида терефталевой кислоты и анилинфлуорена. Композицию перемешивают, выдерживают при 100°С в течение 10 мин, вакуумируют и отверждают по режиму: ступенчатый подъем температуры от 100 до 200°С в течение 20 час. Полученный твердый материал обладает следуюшими показателями: удельный вес 1,14 г/см удельная ударная вязкость 18 кГ-см/см а изгиба 2000 кг/см, о сжатия 750 кГ/см2, Е 1,7-104 кГ/см. Пример 17. По примеру 4 получают ком- 25 позицию, содержащую 100 вес. ч. эпоксидной смолы 4,4-диоксидифеиилпропапа с эпоксидным числом 8-10 (ЭД-8), 30 вес. ч. УП-607 и 30 вес. ч. полиарилата Ф-2. Композицию отверждают при ступенчатом подъеме температуры от 100 до 200°С в течение 18 час. Полученный твердый материал обладает удельной ударной вязкостью 11 кг-см/см и пределом прочности при изгибе 1700 кг/см Пример 18. По примеру 17 получают композицию, содержащую 100 вес. ч. эпоксидной смолы 4,4-диоксидифенилпропана с эпоксидным числом 2-4 (Э-49), 60 вес. ч. УП-607 и 40 вес. ч. полиарилата Ф-2. Полученный твердый материал обладает удельной ударной вязкостью 21 кг/см и пределом прочности при изгибе 1660 кг/см. Пример 19. По примеру 17, получают композицию, содержащую 100 вес. ч. эпоксидной смолы на основе новолачной смолы и эпихлоргидрина с эпоксидным числом 18-22 (6-Э-18-Н-40-05), 70 вес. ч. УП-607 и 20 вес. ч. полиарилата Ф-2. Полученный твердый материал обладает удельной ударной вязкостью 10 кг-см/см и пределом прочности при изгибе 660 кг/см.

Примечание. Свойства композиции, описаиной в примере 8, выдержанной при 40°С и относительной влажности 98% в течение 30 суток: QC (ом-см) 7-Ю, QS (ом)-2-10; е 3,19 и tg б 0,014. Эта же композиция при температуре 275°С имеет е 4,6 и tg б 0,0205. Композиция не разрушается noc.iie 5 циклов термоудара от -60° до 250°С.

Предел прочности при сжатии при 100°С.

Формула изобретения

Эпоксидная композиция,, содержащая эпоксидную смолу и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплостойкости, термоударостойкости изделия на ее основе и улучшения механических и диэлектрических свойств, в качестве наполнителя, выполняющего также функцию отвердителя, композиция дополнительно содержит высокотеплостойкий нардовый полимер с химически активными гетеросвязями общей формулы

i-xOv OxJ,

-c-0li

0

-Mf- C- li

ъгв количестве 10-60 вес. ч. на 100 вес. ч. эпоксидной смолы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

3. Вопросы радиоэлектроники, сб. Сер. обИ1етехничсская, вып. 12, 1973, с. 169.