Полимерная композиция Советский патент 1979 года по МПК C08L63/00 C08G59/42 

Изобретение относится к области riiSлучения полимерных эпоксидных композиций, преимущественно прессовочного назначения, и может быть использовано в электро- и радиопромышленности, а также в строительстве. Известна полимерная композиция, вк чающая эпоксидную смолу и отверждающую систему, в состав которой аходят алифатический амин и гуминовые кисло- г т тыl,lj , при этом алифатический амин по отношению к кислотам взят .в избытк Недостатком известной композиции является низкая жизнеспособность, повы шенная токсичность из-за наличия амино и высокая стоимость. Цель изобретения состоит в повышении жизнеспособности, снижении токсичности и удешевлении композиции. Поставленная цель достигается тем, что композиция содержащая эпоксидную смолу и отверждающую систему, включа щую амин и гуминовые кислоты, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, вес.ч: Эпоксидная смолаiOO Гуминовые кислоты55-10 5О. Амин1-5 Гуминовые кислоты могут быть использованы в композиции как в чистом виде, так и виде природных соединений, содержащих связанны гуминовые кислоты. Гуминовые кислоты являются составной частью почвенного слоя, торфа и гумусовьрс углей начальной стадии метаморфизма. Торф содержит до 45% гуминовых кислот, бурые угла от 10 до 9О% гуминовых кислот на горючую массу. Кроме того, гумнновые кислоты могут быть получены с 5О% и более от веса исходного вещества частичным окислением гумусовых бурых а каменных углей различными окислителями. Из веществ, содержащих гуминовые кислоты, они могут быть выделены в виде солей путем обработки щелочью, а из солей гуминовые кислоты выделяются обработкой минеральной кислотой. Гуминовые кис лоты представляют собой смесь большого числа вь1с6комолекулярй 1х химичёск.йх соединений, растворимых в шелочи, нмеюших .общие черты строения. Модекула гуминовой кислоты состоит из ароматической части, с которой соецинены карбоксильные, метоксильные и фенольные гицроксильные группы. Кроме того, присутствуюг азот, карбонильные группы и кисло род в неактивной форме. Из всего.набора функциональньрс групп, имеющихся в гуминовых кислотах, два типа, а именно карбоксильные группы и фенольные гидрокислы, могут реагировать с эпоксид ными группами эпоксидных смол, но высокий молекулярный вес и сложная пространственная структура гуминовых киспот обуславливают их низкую реакционную способность. При использовании гуминовых кислот в виде природных соединений, например окисленного каменного угля, инертная часть отверди.теля служит наполнителем. В случае необходимости в состав ком позиции, например для прессования, могут быть введены дополнительно минеральйый наполнитель (370-1150 вес.ч) и антиадгезив (2,3-17 вес.ч) Пример 1. Получение окисленного каменного угля. В химический стакан загружают ЗОО г тонкоизмельченного каме ного угля и при периодическом перемешивании при 7О-1,.С за 14 ч постепенно добавляют 156О г 49%-,ной азотной кис;},оты. Полученный твердый осадок отмывают водой (трижды по 500 мл) от оставшейся азотной кислоты и высушивают при 120 С Выход сухого окисленного угля доставляет 31О г, эквивалентный вес 273 (рКУ-1) (определенный методом потенциометрического обратного титрования раствором едкого натра.) В условиях примера 1 при добавлении 238О г азотной кислоты получают продукт с эквивалентным весом 242 (ОКУ2). П р И м е р 2. Выаеление гуминовой кислоты. К 1ОО г сухого окисленного угля, полученного по примеру 1, цобавляют раствор 34 г едкого натра в 2 л в оды. нагревают и отфильтровывают горячий раствор. Фильтрат нейтрализую г серной кислотой до рН-2, осадок отфильтроБывают и сущат. Вьгсбц гуминовой кислоты 58 г, эквивалентный вес 4О5 (ГК-3) Аналогичным образом из 1ОО г окиоjieMKoro угля с эквивалентным весом 242 получают гуминовую кислоту (55 г) с эквивалентным весом 376 {ГК-4). Для получония композиции тшательно измельчают и перемешивают все КЭМПОНЭЕГТЫ, после чего полученную смесь нагревают при 170-180°С в течение 2 ч,охлаждают и измельчают. Примеры 3-11 приведены в табл. 1 и 2. Из полученного порошка методом компрессионного прессования формуют образцы по следующему режиму: Время прессования, ч 2 Твмпература С170 Давление кг/см 60 Спрессованные образны подвергают термообработке при 22ос в течение 3 ч. Состав полученных композиций приве.цен в табл, 1. Физико-механические показатели полученных композиций в сравнении с известной приведены в табл. 2. Как видно из табл. 2 жизнеспособность предлагаемых композиций несравненно выше, чем у известной при близких физико-ме.ханических показателях. Практически неограниченные ресурсы и низкая стоимость веществ со значительными содержанием гуминовых кислот (торф, бурые угли низкой степени метаморфизма), которые могут быть использованы или непосредственно в качестве отвердителей в эпоксидных композициях, или выделения гумйновых кислот, и веществ, окислением которых могут быть получены гуминовые кислоты (гумусовые бурые угли высокой степени метаморфизма и каменные угли), низкая стоимость реагентов (еакий натр, азотная и .серная кислота), необходимых для вьщелення гуминовых кислот из исходных веществ, делают отвердители .данного изобретения дешевыми, что в совокупности с большим эквивалентным весом отвердителя (снижается расхоц эпоксидной смолы на 1 т композиции) позволит снизить ее стоимость. Например стоимость гексаметилендиамина составляет 3000 руб. на 1 т, полиэтиленполиамина - 1000 руб на 1 т, стоимость же торфа и бурого угля - 2050 руб. на 1 т, окисленного каменного угля - 350 руб. на 1 т и гуминовой кисоты из торфа - 900 руб на 1 т. Высокий молекулярный вес (более 00) гуминовых кислот исключает tfx етучесть в условиях переработки. Низая реакционная способность гуминовых ислот позволяет хранить композицию в

5690О42

течение длительного времени. Кроме то-;стойкости пресс-композиции при опредего, высокий молекулярный вес гуминовых кислот способствует повышению теплоленных условиях термообработки исходной композиции и готовых изделий.

Таблица

ДГЭГГФК-лиглицидиловый эфир гексагидрофталевой кислоты

-парафениленТаблица2