Композиция для получения пенопласта Советский патент 1981 года по МПК C08J9/04 C08L63/02 

I Изобретение относится к созданию композиций для получения высокомолекулярных соединений, например получе ние вспененных полимеров, в частности эпоксидных пенопластов, применяемых в авиационной, радио-, электротехнической, строительной и других областях техники. Известна композиция для получения пенопласта, включающая эпоксидную диановую смолу, алифатический полиамин, полигдиросилоксан и пенорегулятор 1 . Однако пенопласты на этой основе хрупки, их нельзя применять при боль ших вибрационных нагрузках. Введением олигодиендиэпоксида и эпоксидноанилиновой смолы в данную композицию удается повысить эластиче кие свойства пенопласта, но при этом заметно ухудшаются прочностные свойства, пенопласта (при кажущейся плотности пеноматериала 0,31-0,47 г/см предел прочности при растяжении при 20С составляет всего 2,0-2,8 кг/см В последнее время большой интерес представляют композиции для пеноплас та, включающие эпоксидные смолы и комплексы трехфтористого бора З. Однако вследствие ускоряющего действия бора зта система крайне реакционноспособна, и из-за высокого экзотермического эффекта трудно управлять процессом вспенивания и отверждения. Наиболее близкая по технической сущности к предлагаемому является композиция для получения пенопласта, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель, фреон, поверхностно-активное вещество и наполнитель. Эта композиция легко перерабатывается с помощью литьевых машин {4. Однако полученный на ее основе пенопласт хрупкий, с малой адгезией к стеклу, в том числе к полированному, а также содержит участки внутренних напряжений на границе стекло-пенопласт. Цель изобретения - повышение гщгезин к стеклу и повышение предела прочности при растяжении получаемого на ее основе пенопласта. Указанная цель достигггется тем, что известная композиция для получения пенопласта, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель, фреон и поверхностно-активное вещество и наполнитель дополнительно содержит триглицидиловый эфир полиоксипропи.лентрио;1а и 3-амйнопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: Эпоксидная диановая смола100 Отвердитель12,0-20,0 Фреон5,0-15,0 Поверхностно-активное вещество 0,2-5,0 Триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола10,0-30,0 3-аминопропилтриэтокс силан 0,5-2,0 Наполнитель5,0-20,0 В предлагаемом изобретении в качестве эпоксидной смолы могут быть использованы различные диановые смолы типа ЭД-16, ЭД-14, ЭДП и другие, В качестве отвердителей могут быть использованы различные алифатические амины-диэтилентриамин, триэти лентетрамин, полиэтиленполиамины и другие амины. При количестве амин меньше 12 вес.ч. происходит недоотверждение пенопласта и,следователь,ухудшаются его свойства. При применении амин в количестве больше 20 вес.ч. в композиции остаются непрореагировавшие аминогруппы, что также ведет к ухудшению свойств материала. В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы раз личные соединения, например сополимер окиси этилена и окиси пропилена типа лапрола 5003-2-Б10. Применение поверхностно-активного вещества менее 0,2 вес.ч. получается пеноматериал неравномерной крупнояче истой структуры. В то же время приме нение поверхностно-активного вещества более 5 вес. ч. не влияет на.стру туру пеноматериала, но существенно влияет на его свойства - повышается температура размягчения, снижаются прочностные характеристики и увеличи ваются водо- и влагопоглощение. В качестве наполнителя могут быть использованы тальк, двуокись кремния аэросил и т.д. Наполнитель в предлагаемой композиции играет роль нуклеирующего агента и влияет на струк туру пенопласта, позволяет устранить раковины внутри . Применять наполнитель в количестве свы1ре 20 ве ч. нецелесообразно из-за повышения вязкости исходной композиции, что создает трудности при переработке композиции на машине, а применение мене 5,0 вес. ч. не дает эффекта нуклеирования. В качестве вспенивающего агента могут быть использованы как фреоны с Т нип. , так с Т«ип. 0°С, например фреон 12. Фреон вводят в кол честве 5-15 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы. Вспенивание композиции с фре ном, в количестве менее 5 вес. ч. нецелесообразно из-за значительной вязкости исходной композиции и из-за большой кажущейся плотности получаемого пенопласта, а вспенивание с фреоном, в количестве более 15 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы приводит к получению пенопласта с крупноячеистой структурой. Триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола (лапроксид) берут в количестве, необходимом для разбавления композиции и снижения хрупкости готового пенопласта. Это количество составляет 10-30 вес. ч. При увеличении содержания в композиции лапроксида свыше 30 вес. ч. значительно падает температура размягчения пенопласта и наблюдается замедление реакции отверждения, что приводит к ухудшению структуры пеноматериала. При уменьшении количества лапроксида ниже 10 вес. ч. не достигается желаемого положительного эффекта. В качестве апретирующей добавки берут 3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9) в количестве 0,5-2,0 вес. ч. на 100 вес. ч. Навеска АГМ-9 свыше 2 вес. ч. ухудшает структуру пенопласта, выступая как пеногаситель, а навеска в количестве менее 0,5 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы не дает улучшения адгезии пенопласта к стеклу, в том числе и к полированному. В композицию можно также вводить различные модифицирующие агенты, например 2,4-толуилендиизоцианат, с целью улучшения структуры пенопласта и повышения стабильности пены. Композицию по предлагаемому изобретению готовят следующим образом. В эпоксидную диановую смолу, нагретую до 40-50с, вводят лапроксид, поверхностно-активное вещество, вспенивающий агент, наполнитель. Компоненты перемешивают 5-20 мин в емкости заливочной .машины и дозировочным насосом полученную смесь подают в смесительное устройство (головку) прямоточного действия, одновременно подают и отвердитель с добавкой продукта АГМ-9. Время смешивания компонентов в смесительной головке составляет менее секунды. Из смесительной головки композицию в виде жидкой пены подают в формы любой конфигурации. Отверждение пенопласта проводят при ступенчатом нагревании при 60-80fC в течение 4-5 ч. В результате получается пенопласт со следующими физико-механическими свойствами: Кажущаяся плотность, ,25-0,35 Предел прочнск:ти при сжатии, кг/м35-60 Удельная ударная вяз. кость, КГ1СМ/СМ 1,1-1,6 Предел прочности при растяжении, кг/см 49-65

Величина адгезии к полированному стеклу (по равномерному отрыву), кг/см ,9-11

Пример 1. Готовят композицию следующего состава, вес. ч.: Эпоксидная диановая смола100,0

Полиэтиленполиамин 12,0 Выравниватель А 5,0 Тальк10,0

Фреон-125,0

Тригдицидиловый эфир полиоксипропилентриола (лапроксид)10,0

3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9) 0,5 Полученный из этой композиции пенопласт с кажущейся плотностью 0,35 г/см имеет предел прочности при сжатии 59 кг/см, предел прочности при растяжении - 50 кг/см , удельную ударную вязкость - 1,3 кг-см/см величину адгезии к полированному стеклу - 9,5 кг/см.

Пример 2. Готовят композицию следующего состава, вес. ч.: Эпоксидная диановая смола100,0

Полиэтиленполиамин 20,0 Лапрол 5003-2Б-10 0,2 Тальк20,6

Фреон-1215,0

Лапроксид30,0

АГМ-92,0

2,4-толуилендиизоцианат3,0

Полученный из этой композиции пенопласт с кажущейся плотностью 0,31 г/см имеет предел прочности при сжатии 49,6 кг/см , предел прочности при растяжении - 55 кг/см , величину адгезии к полированному стек-у лу - 10,9 кг/см,

Пример 3. Готовят композицию следующего состава, вес, ч,: Эпоксидная диаиовая смола100,0

Диэтилентриамин 15,0 Выравниватель А 4,0 Тальк1,0

Фреон-1212,0

Лапроксид20,0

АГМ-91,0

Полученный из этой композиции пенопласт с кажущейся плотностью 0,32 г/см имеет предел прочности при сжатии 53,1 кг/см, предел прочности при растяжений 49,8 кг/см , величину гшгезии к полированному стеклу 10,8 кг/см.

Пример 4. Готовят композиoцию следующего состава, вес. ч.: Эпоксидная диановая смола100,0

Полиэтиленполиамин 16,0 Лапроя 5003-2Б-10 0,4

5 Тальк5,0

Фреон-1210,0

Лапроксид15,0

АГМ-90,5

Полученный из этой композиции пе0нопласт с кажущейся плотностью 0,307 г/см имеет предел прочности при сжатии 56,0 кг/см, предел прочности при растяжении - 51 кг/см, величину адгезии к полированному стеклу - 11,0 кг/см.

5

Пример 5. {Соответственно известному). Готовят композицию следующего составаj вес. ч.: Эпоксидная диановая смола100,0

0

Полиэгиленполиамин 12,0 Выравниватель А 4,0 2,4-толуилендиизоцианат5,0

Фреон-127,0

Физико-механические свойства полученного пенопласта: Кажущаяся плотность, ,31

Предел прочности при сжатии, кг/см 57,0

Предел прочности при растяжении, кг/см 30,0 Адгезия к полированному стеклу, кг/см 6,8 В таблице приведены физико-механические свойства пенопластов, полученных на основе известной и предлагаемой композиции. Как видно из таблицы, величина адгезии к полированному стеклу значительно превышает ту же величину у известного пенопласта, а после выдер живания образцов в камере влажности особенно заметно преимущество пенопластов, полученных по предлагаемой композиции. Если на некоторых образ цах и заметно снижение величины адге зии, то незначительно, а известные пенопласты полностью теряют адгезию уже через 1 сутки. Кроме того, из данных таблицы видно, что у пенопласта, полученного на основе предлагаемой композиции повышается предел прочности при растяжении. Следует отметить также, что вязкость предлагаемой композиции в 22,5 раза выше вязкости известной композиции, т.е. предлагаемая композиция более технологична при переработке на заливочных машинах. Формула изобретения Композиция для получения пеноплас та, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель, фреон, поверхнос тно-активное вещество и наполнитель тличающаяся тем, что, целью повьацения адгезии к стеклу повышения предела прочности при стяжении получаемого на ее основе нопласта, она дополнительно содерт триглицидиловый эфир полиоксипро-, лентриола и 3-аминопропилтриэтоксилан при следующем Соотношении комнентов , вес. ч.: Эпоксидная диановая смола100,0 Отвердитель12,0-20,0 Фреон5,0-15,0 Поверхностно-активное вещество0,2-5,0 Триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола 10,0-30,0 3-аминопропилтриэтоксисилан0,5-2,0 Наполнитель5,0-20,0 Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 234666, кл. С 08 J 9/10, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР 577214, кл. С 08 J 9/02, 1975. 3.Патент США 3941725, . 260-2.5, опублик. 1978. 4.Авторское свидетельство СССР 355198, кл. С 08 L &3/02 (прототип).