ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ
EPOXIDE COMPOUND USED FOR GLASS-REINFORCED PLASTICS

Изобретение относится к эпоксидным композициям, предназначенным для использования в качестве связующего для стеклопластиковых труб с температурой эксплуатации до +120°С.
Известны связующие на основе эпоксидной диановой смолы и отверждающей системы, состоящей из смеси изо-метилтетрагидрофталевого ангидрида (Изо-МТГФА) в сочетании с ускорителем 2,4,6-трис(диметиламинометил)-фенолом (УП-606/2) - см. "Связующие для стеклопластиков" под ред. Н.В.Королькова, М., Химия, 1975, с.63.
Недостатком таких композиций являются низкие механические характеристики и теплостойкость.
Известна другая эпоксидная композиция для стеклопластиков, включающая эпоксидную смолу, отвердитель Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид и ускоритель 2,4,6-трис(диметиламинометил)-фенол-Алкофен при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Смола ЭД-20
100
Изо-МТГФА
81
УП-606/2
0,3
(см. В.А.Лапицкий, А.А.Крищук "Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков", Киев, "Наукова думка", 1986, с.30-31).
По своим признакам и достигаемому результату эта композиция наиболее близка к заявляемой и принята за прототип.
Механические характеристики и теплостойкость этой композиции хотя и повышены, но остаются недостаточными.
Задачей изобретения является повышение механических характеристик и теплостойкости стеклопластиковых труб.
Технический результат состоит в повышении теплостойкости и механических характеристик предлагаемой композиции.
Достигается технический результат усовершенствованием эпоксидной композиции, включающей смолу, отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид, ускоритель 2,4,6-трис(диметиламинометил)-фенол-Алкофен.
Усовершенствование композиции состоит в том, что она содержит продукт взаимодействия эпоксидной смолы ЭД-20 со смесью изомерных продуктов на основе дифенилметандиизоцианата (ПИЦ) при стехиометрическом соотношении NCO-групп к ОН-группам в соотношении компонентов, мас.ч.:
вышеуказанный продукт взаимодействия
100
Изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (Изо-МТГФА)
73,6-75,2
2,4,6-трис(диметиламинометил)-фенол-Алкофен
1,38-1,40
Выполнение композиции согласно изобретению позволило повысить ее теплостойкость (на 16-20°С), т.е. до 146°С, а также механические характеристики.
Модифицированную смолу получали при взаимодействии эпоксидной смолы ЭД-20, содержащей ОН-группы (ОН=0,7%) с ПИЦ (NCO=29%) при стехиометрическом соотношении NCO/OH.
-1
Пример 1. В реактор разогретый до 50-60°С загружали навеску (100 г) эпоксидной смолы и навеску ПИЦ (4 г). Содержимое при перемешивании нагревали до 95-100°С и при этой температуре проводили синтез в течение 3-4 часов. Контроль за процессом осуществляли методом ИК-спектроскопии до исчезновения полосы поглощения изоцианатной группы 2280 см. В полученную смолу, охлажденную до 55-60°С, вводили расчетную навеску отвердителя (Изо-МТГФА) и навеску ускорителя.
отв
Расчет навески отвердителя (В) проводили по формуле:
отв
отв
В=К·э.ч., где
отв
К - стехиометрический коэффициент отвердителя (для Изо-МТГФА К=3,92)
э.ч. - эпоксидное число смолы.
Композицию получали путем смешения модифицированной смолы с отвердителем и ускорителем при температуре 50-60°С под вакуумом (не более 0,003 МПа) в течение 20-30 минут. Реакционную массу заливали в формы и отверждали ступенчато по следующему режиму:
T°С/τ(час)=80/0,5+120/0,5+160/2.
Примеры 2-4 осуществляли аналогично примеру 1 с использованием соотношений, представленных в табл.1.
Свойства заявляемой композиции по примерам 1-4 в сравнении с прототипом представлены в табл.2.
Из табл.2 следует, что эпоксидная композиция по изобретению характеризуется по сравнению с прототипом повышенной на 16-21°С теплостойкостью, более высокими механическими характеристиками и технологичностью при переработке.
Таблица 1Состав композиций для исследованных примеров
№ компон.
Наименование компонентов
Номер примера
Примеч.
1
2
3
4
1
Содержание ПИЦ на 100 мас.ч. ЭД-20
4,0
6,0
8,0
10,0
2
Содержание Изо-МТГФА на 100 мас.ч.
76,8
75,2
73,6
72,0
3
Содержание алкофена на 100 мас.ч.
1,44
1,40
1,38
1,35
Таблица 2Свойства композиции
Наименование показателя
Величина показателя
Примеры
1
2
3
4
прототип
Вязкость при 60°С ВЗ-246 (d=4 мм)
50
52
86
110
14
Содержание эпоксидных групп, %
19,6
19,2
18,8
18,4
20
Среднечисловая молекулярная масса
440
448
457
467
430
Предел прочности при изгибе, МПа
128
155
150
образцы вспенились
128
Деформационная теплостойкость, °С
131
146
141
140
125