Полимерная композиция Советский патент 1981 года по МПК C08G59/42 C08L63/02 

Изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе эпоксидных смол и может быть использовано для изготовления тепло стойких компаундов. Известны полимерные композиции, включающие эпоксидную диановую смол и ароматический ангидридный отвердитель, котоЕялй обеспечивает композициям достаточно высокую теплостойкость 13. Недостатком известных композиций является высокая стоимость ароматических ангидридов, что ограничивает их широкое применение. Наиболее близким из известных ре шений (по теплостойкости) является по.пимерная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу и отверди - пиромеллитовый диангидрид, который обеспечивает композиции теп лостойкость от 240 до C2L ял, л чО - г Ч I Недостатком указанной композиции является высокая стоимость пиромеллитового диангидрида. Цель изобретения состоит в удеше лении композиции. Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, включающая ЭПОКСИДНУЮ диановую смол и ртвердитель, в качестве отвердителя содержит карбогеновые оксикислоты в количестве 20-60 мае.ч. или модифицированные щелочью карбогеновые кислоты в количестве 20-40 мае.ч. на 100 мае.ч. эпоксидной смолы. Карбогеновые оксикислоты получают путем прямого окисления остаточных нефтепродуктов (гудрон, битум, мазут, экстракты селективной очистки масел, асфальт диасфальтизации масел или гудрона пропаном и др.) кислородом воздуха. Карбогеновые оксикислоты представляют собой твердое порошкообразное вещество черного цвета, обладающее следующими свойствами: плотность 1850-2400 кг/м , насыпная масса 500520 кг/м5, масса утряски 560600 кг/м, угол естественного откоса 34-38 , удельная поверхность 3,59,5 м /г, теплостойкость 330-380°С, кислотное число 30,7-188,2 мгКОН на 1 г, гидроксильное число 326486 мгКОН/г, карбонильное число 59132 мгКОН/г, эфирное число 138297 мгКОН/г, элементный, состав, мас.%. углерод 53,3-72,8, водород 5,3-3,2, кислород 31,2-38,3, сера 3,3-4,6, азот 0,9-1,1

Карбогеновые оксикислоты вступают в химическое взаимодейств.ие с веществами, содержащими соответствующие реакционноспособныё группы.

Для получения теплостойких эпоксидных компаундов берут композицию, содержащую 20-60 мае.ч. карбогеновых .оксикислот на 100 мае.ч. эпоксидной смолы. Во избежание чрезмерио.го вспенив ания композиции отверждение ведут со ступенчатым подъемом температуры от 150 до 200с в течение 10-16 ч.

Технологические свойства композиции улучшаются при использовании в качестве отверждающего агента модифицированных карбогеновых оксикислот. Применение модифицированных карбогеновых оксикислот исключает также вспенивание композиций при нагревании и исключает образование пор в отвержденнсм компаунде, что.улучшает его механические свойства.

Модификацию карбогеновых оксикислот проводят путем обработки из 0,5 н.водным раствором гидроокиси щелочных метсшлов (NaOH или КОН). Количество щелочи, взятой для модификации карбогеновых оксикислот, соответствует 5-10%-ному избытку, необходимому для полной нейтрализации карбоксильных групп, содержащихся в карбогеновых оксикислотах. Карбогеновые оксикислоты и расчитанное количество щелочи перемешивают в течение 1 ч, после этого выпаривают воду. Сухой продукт используют в качестве отвердителя эпоксидных смол Пример. Для получения компаундов готовят композиции, содержащие эпоксидную смолу ЭД-20 и карбогеновые оксикислоты немодифицированные. Кроме того композиции отличались различным содержанием отвердителя, количество которого Нс1ХОДИЛОСЬ

в пределах от 20 до 60 мае.ч. на 100 мае.ч. эпоксидной смолы.

Приготовленные композиции тщательно перемешивали. Отверждение проводили в формах из фторопласта при ступенчатом подъеме температуры от 150 до в течение 16 часов. Режим отверждения: до 150 С - 10 часов/ до - 4 часа-, до 20(fc 2 часа.

Свойства полученных компаундов приведены в таблице.

Отвердитель - карбогеновые оксикислоты 98,0 240 350 1,4

99,0 99,5

Отвердитель - модифицированные карбогеновые

из таблицы видно, что использоBaHiie карбогеновых оксикислот в качестве отвердителей эпоксидных смол дает возможность получить компаунда, характеризующиеся достаточно высокой теплостойкостью (200-250 с) и механическими свойствами соизмеримыми со свойствами известных теплостойких компаундов, содержащих пиромеллитовый диангидрид. Однако пиромеллитовый диангидрид относится к трудно380

1,8

1,9

400

оксикислоты

синтезируемым, малораспространенным и дорогостоящим продуктам (190 руб.. за 1 кг), тогда как карбогеновые оксикислоты вещество недорогое (30 руб за 1 т), которое может быть получено в любых количествах окислением кислородом воздуха недефицитного сырья - остаточных продуктов переработки нефти.

При получении названных компаундов из эпоксидной смолы ЭД-20 и кар5 87040 богеновых оксикислот предпочтение следует отдать компаундам полученным с участием модифицированных карбогеновых оксикислот. Последние обладают более высокой механической прочностью и несколько низшей теп-е лостойкостью по сравнению с компаундакш,полученными с использованием а качестве отвердителя нёмодифициро-. ваниах карбогеновых оксикислот. Кроме того композиции с модифицированны-.Q ми к арбогеновыми оксикислотами более технологичны, при отверждении уменьшается газовыделение и исключается образование пор в отвержденном компаунде. Оптимальное количество отвердите- 5 ля в предложенных композициях составляет 30-40 мае.ч. на 100 мае.ч. эпокеидной смолы. . Технология получения компаунда при згмене пиромеллитового диангид-20 Рида карбогеновыми оксикислотами не усложняется. Компаунды на основе 6 предложенной компоэицин будут иметь намного низшую стоимость, чем иэвестные. - Формула изобретения Полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу и отвердитель, отличающаяся тем, что, с целью удешевления, в качестве отвердителя она содержит карбогеновые оксикислоты в количестве 2060 мае.ч. или модифицированные целочью карбогеновые оксикислоты в количестве 20-40 мае.ч. ,на 100 мае.ч. эпоксидной смолы, Иеточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ли X., Невилл К. Справочное руководетво по эпоксидным смолам. М., Энергия, 1973, о. 138. 2. Там же, с. 144 (прототип).