Эпоксидная композиция Советский патент 1982 года по МПК C08L63/00 

(54) ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к эпоксирлигоэфирным композициям, находящим применение в качестве связующих и пропиточных компаундов и клеев.

Основными требованиями, предъявляемыми в настоящее время к связующим в производстве стеклопластиков, наря-г ду с высокой когезионной и адгезионной прочностью, является и пониженная горючесть.

В производстве изделий из стеклопластиков наибольшее применение находят и олигоэфирные связующие. Эпоксидные связующие имеют целый ряд преимуществ по сравнению с олигоэфирными: хорошая адгезия к стекловолокну, нез начительная усадка при отверждении, повышенные физико-механические показатели.

Однако эпоксидным связующим присущи значительная вязкость, малая жизнеспособность, токсичность применяеNHX отвердителей, высокая жесткость отвержденных изделий, что приводит к возникновению внутренних напряжений. Применение эпоксиолигоэфирных связующих способствует уменьшению отрицательных качеств эпоксидных олигомеров при сохранении их основных преимуществ. Общим недостатком

как и эпоксидных олигомеров, так и i ненасыщенных олигоэфиров является их высокая горючесть.

Известны эпоксидные композиции, которые для уменьшения горючести содержат фосфор-азотсодержащие срединения - фосфазены 1.

Известно полиэфирно-эпоксидное связующее пониженной горючести для

10 стеклопластиков, в котором с целью увеличения содержания вводимого в связующее хлора, ненасыщенных олигоэфирмалеинат акрилатного типа совмещали с хлорсодержащими эпоксидны15ми соединениями. Однако это связующее имеет низкие прочностные показатели, а стеклопластик на его основе имеет довольно высокий коэффициент возгораемости 2.

20

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению, составу и назначению является эпоксиолигоэфирная композиция ГЗ , содержащая эпоксидный олигомер, ненасыще нный 25 схпигоэфир, способный к полимеризации мономер, инициатор радикальных процессов и фосфор-азотсодержащее соединение - отвердитель эпоксидного олигомера при следующем соот30ношен и компонентов, мар.ч: Ди глицидиловый эфир резерцина 50-60 42-40%-ный раствор олигоэтиленгликольмалеинатфталата в диметакриловом эфире триэтиленгликоля35-402,2-Диамино-2,4,6,6-тетрахлорциклотрифосфазен5-10Однако известная композиция им довольно высокое значение коэффи1циента возгораемости, равное 2,1. Целью изобретения является сни жение горючести композиции с сохр нением высоких прочностных характ ристик отвержденной композиции. . Поставленная цель достигается что в Композиции, содержащей эпок ный олигомер, отвердитель эпоксид ного олигомера, ненасыщенный олиг эфир и перекисный инициатор, в ка стве эпоксидного олигомера композ ция содержит тетраглицидиловый эф 3,З -дихлор-4,4 диаменодифенилмет в качестве ненасыщенного олигоэфи ра 40-42%-ный раствор олигоэтилен кольмалеинатфталата в диметакрило вом эфире триэтиленгликоля, модиф цированный фосфоракрилатом, а в к честве отвердителя - поли-2-этилгексилфосфорнитрильную кислоту, при следующем соотнсхаении компоне тов, мае.ч.: Тетраглицидиловый эфир 3,3-дихлор-4,4 -диаминодифенил-метана55-6040-42%-ный раствор олигоэтиленгликольмалеинатфталата в диметакриловом эфире триэтиленгликоля, модифицированный фосфоракрилатом35-40Поли-2-этилгексилфосфорнитрильную кислоту2-4 Перекисный инициатор 0,1-2 Композиция в неотвержденном сос янии растворима в спиртах, кетонах ароматических углеводородах и в ря де других традиционных органических растворителях. Отверждение пре лагаемой композиции проводят при постепенном подъеме температуры от 80 до 180°С в течение 8-10 ч. Свойства предлагаемой композиции, содержащей оптимальное соотношение исходных компонентов и отвержденной по оптимальному режиму, представлены в таблице. Изменение соотношения исходных компонентов приводит к . , увеличению коэффициента возгораемости и к уменьшению физико-механических характеристик. Пример 1. В 59 мас. ч. тетраглицидилового эфира 3,3 -дихлор-4-4 -диаминодифенилметана (эпоксидная смола ЭХД ) растворяют 38 мае.ч. полиэфирной смолы марки НПС-609-27, представляющей собой 4р-42%-ный а раствор олигбэтиленгликольмалеинат-. фталата в диметакриловом эфире тризтилёнгликоля, модифицированный фосфоракрилатом. К полученной однофазной смеси добавляют при перемешивании 3 мае.ч. поли-2-этилгексилфосфонитрильной кислоты (продукт ПАФНК Затем в композицию вносят 0,1 мае.ч. от количества ненасыщенного олигоэфира перекись метилэтилкетона. Композицию отверждают в течение 10 ч при постепенном подъеме температуры от 80 до 180°С. Отвержденная композиция - однородный прозрачный материал темнокоричневого цвета с физикo-мexaничecки /IИ свойства1 1И, представленными в та.блице (графа 4}. Пример 2. В57 мае.ч. смолы ЭХД растворяют 42 мае.ч. олигоэфира НПС-609-27. К полученной смеси добавляют 1 мае.ч. продукта ПАФН. Затем в композицию вносят 4,2 мае.ч. перекиеи метилэтилметона. Композиция отверждаетея по режиму, аналогично указанному в примере 1. Физикомеханические показатели отвержденной композиции предетавлены в таблице (графа 2). Пример 3. К 58 мае.ч. смолы ЭХД прибавляют при перемешивании 40 мае.ч. олигоэфира НПС-609-27. Сюда добавляют при перемешивании 2 мае.ч. продукта ПАФН и 0,1 мае.ч. от количества олигоэфира перекиси метилэтилкетона. Композиция отверждаетея по режиму аналогичному в примере 1. Прочностные характеристики такой композиции представлены в таблице (графа 3). Пример 4.60 мае.ч. олигоэпоксида ЭХД смешивают с 36 мае.ч. олигомера НПС-609-27. К емееи доба ляют 4 мае.ч. продукта ПАФН и 0,1 мае.ч. от количеетва ненасыщенного олигоэфира перекиси метилэтилкетона. Режим отверждения аналогичен примеру 1. Физико-механические свойства полученной по данному примеру композиции представлены в таблице (графа 5). Пример 5. 62 мае.ч. олигомера ЭХД смешивают с 33 мае.ч. олигоэфира НПС-609-27. К смеси олигомера

добавляют при перемешивании 5 мае.ч продукта ПАФН и 0,1 мае.ч. от количества ненасыщенного олигоэфйра перекиси метилэтилкетона. Прочностные характеристики полученной компоэи.ции- и отвержденной по режиму, указанному в примере 1, представлены в таблице (графа 6).

Таким образом, максимальные прочностные показатели имеет композиция указанная в графе 4. В отличие от известной э поксиолигоэфирной компо зиции, предлагаемая композиция несколько уступает по механическим характеристикам, однако козффициент возгораемости в 2,3 раза выше, что значительно .повышает огнестойкость предлагаемой эпоксиолигозфирной композиции.

Данные таблицы указывают, что эпоксиолигоэфирные композиции, содержащие исходные композиции вне указанных в формуле изобретения пределов, имеют значений коэффициента .щ

Во все композиции вводилась 0,1 мае.ч. перекиси метилэтилкетана. Режим

отверждения: 80°С - 1 ч; 120°С - 1 ч; 1бО°С - 3 ч; - 5 ч. ЭО - эпоксидный олигенер ЭХД.

НОЭ - 60%-ный раствор олигоэтиленгликольмалеинатфталата в диметакриловом эфире триэтиленгликоля, модифицированный фоефоракрилатом, ненаеыщенный олигоэфир ППС-609-27. ПАФП - поли-2-этилгексилфосфорнитрильная кислота, продукт ПАФН.

Формула изобретения

Эпоксидная композиция, содержащая эпоксидный олигомер, отвердитель, ненасыщенный олигоэфир и перекисный инициатор, отли.ч аювозгораемости значительно выше, чем у оптимальной.

Пример 6. 55 мае.ч. олигомера ЭХД смешивают с 35 мае.ч. олигомера НПС-609-27.К смеси олигомеров .добавляют при перемешивании 3 мае.ч. продукта ПАФН и 0,1 мае.ч. от количеетва ненаеьпденного олигоэфйра перекиеи метилэтилкетона. Отверждение полученной композиции аналогич0но режи отверждения указанному в примере 1. Отвержденная композиция имеет следующие показатели физикомеханических свойств,:

Разрушающее

5

напряжение:.

при ежатии,МПа 170,7 при растяжении, МПа8070

Твердоеть по

Бринеллю, МПа 190,0

Теплостойкоеть

по Вика,°С . 220 Коэффициент

возгораемоети1,02

щ а я с я тем, что, с целью 9нижсния горючести е еохранением выеоких прочностных характеристик отвержденной композиции, в качестве эпоксидного олигомера она содержит тетра.i45 глицидиловый эфир 3,3-дихлор-4 ,4 Разрушающее напряжение при ежатии,МПа при раетяжении, МПа Твердоеть по Бринеллю, МПа Теплостойкость по Вика, °С Коэффициент возгораемости-диамйнодифенилметана, в качестве иенасыценного олигоэфира 49-42%-ный раствор олигоэтиленгликольмалеинатфта лата в диметакриловом эфире триэтиленгликоля, модифицированный фосфоракрилатом, а в качестве отвердителя - поли-2-этилгексилфосфорнитрильную кислоту при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Тетраглицидиловый эфир 3,3-дихлор-4,4-диаминодифенилметана55-6040-42%-еый раствор олигоэтиленгликольМалеинатфталата в диметакриловом эфире триэтиленгликопрОг эп с. по кл ля, МОДИфИ1Ц{р6-ванный фосфоракрил атом . 35-40 Поли-2 этилгексилфосфорнитрильная кислота 2-4 Перекисный инициатор0,1-2 Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Белая З.С., Степониценко Ж.И. естойкие материалы на основе ксидных смол. М., НИИТЭХим. 1979, 7. 2.Авторское свидетельство СССР заявке 2796701/23-05, . С 08 L 63/10, 1980 (прототип). 3.Авторское свидетельство СССР 20505, кл. С 08 L 63/10, 1971.