ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
EPOXIDE COMPOSITION

Изобретение относится к области получения эпоксидных композиций, предназначенных для изготовления высокопрочных полимерных материалов, с повышенной деформационной теплостойкостью и может быть использовано в качестве связующего в армированных пластиках, применяемых в аэрокосмической, судостроительной, химической, электротехнической и других отраслях промышленности.
Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является семейство эпоксидных композиций на основе смеси эпоксидных смол и продуктов эпоксидирования алифатических 2- 4-атомных спиртов с использованием в качестве отвердителей смеси аминов с салициловой кислотой (см. В.А.Лапицкий, А.А.Крицук. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков, Киев, Наукова думка, 1986 г., с 26-27).
Недостатками таких композиций являются низкая жизнеспособность при переработке, высокая пиковая температура экзотермической реакции в процессе отверждения в больших массах материала, а также сравнительно невысокие прочностные показатели получаемых изделий при температурах свыше 100°С.
2
1
1
2
2
2
Целью настоящего изобретения является эпоксидная композиция с улучшенными технологическими свойствами - повышенной жизнеспособностью при переработке и пониженной пиковой температурой экзотермической реакции в процессе отверждения, а также повышение статических прочностных показателей получаемых полимеров после кавитационного воздействия воды и повышение удельной ударной вязкости. Поставленная цель достигается тем, что заявляемая композиция на основе смеси эпоксидных смол и продуктов эпоксидирования 2-4 атомных спиртов в соотношении от 99:1 до 1:99 в качестве отвердителя содержит продукт, полученный взаимодействием кислоты (А) и амина (Б) совместно с многоатомным спиртом с содержанием гидроксилов от 2 до 6 в одной молекуле (В) в соотношении А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10 путем перемешивания компонентов в среде эфира ди- или трикарбоновой кислоты и одноатомного спирта при температуре от 20 до 80°С в течение от 10 до 120 минут с использованием в качестве кислоты соединений общей формулы R-R-COOH, где R - алифатический, циклоалифатический, ароматический углеводородный или гетероциклический фрагмент, R - заместитель - Cl, -F, -NH, -NH-, -ОН, -СН=СН-, -СН=СН, в качестве амина используют ди- или полиамин алифатического, циклоалифатического или ароматического типа, а полученный тройной продукт взаимодействия совмещают с эвтектической смесью ароматических аминов с температурой плавления от -10°С до +90°С при соотношении продукт взаимодействия : эвтектическая смесь ароматических аминов от 5:95 до 95:5, при этом композиция содержит в массовых частях:
смоляная часть - 100
отвердитель - 20÷100.
Пример 1. Получение отвердителя.
1
2
2
2
В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой, загружают 45 мас.ч. транс-4-аминометил-циклогексан-1-карбоновой кислоты (А), содержащей в своей структуре циклоалифатический углеводородный фрагмент (R) и замеситель - СН-NH, (R), после чего загружают последовательно 70 массовых частей дибутилового эфира декандикарбоновой кислоты 55 мас.ч. технического продукта - парааминобензиланилина(Б) и 5 мас.ч. глицерина (В) и при температуре 45°С перемешивают в течение 65 минут при скорости мешалки 1000 оборотов в минуту. К полученному таким образом тройному продукту взаимодействия добавляют эвтектическую смесь ароматических аминов метафенилендиамина (МФДА) и 4,4 диаминодифенилметана (ДАДФМ). Соотношение МФДА: 4,4 ДАДФМ 60:40. Тройной продукт взаимодействия и эвтектическую смесь берут в соотношении 50:50 и перемешивают при 45°С и 1000 оборотах в минуту в течение 20 минут.
Получение композиции.
В другой реактор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают 70 массовых частей эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и 30 массовых частей продукта эпоксидирования трехатомного спирта-этриола. Смола ЭЭТ-1 с содержанием 25% эпоксидных групп. Смесь перемешивают при 70°С в течение 20 минут, скорости 60 оборотов в минуту, после чего загружают 60 массовых частей отвердителя и при 70°С перемешивают в течение 65 минут.
Примеры 2-8 осуществляют с изменением компонентов и параметров в соответствии с таблицой 1.
Свойства композиции по примерам 1-8, в сравнении с прототипом, приведены в таблице 2, данные которой подтверждают ее преимущества.
Таблица 2
Свойства заявляемой эпоксидной композиции по примерам 1<b>-</b>8 в сравнении с прототипом.
№ п/п
Наименование показателя
Величина показателей по примерам
1
2
3
4
5
6
7
8
прототип
1
Жизнеспособность композиции при температуре 60°С в массе 200 г, мин
80
120
90
80
75
140
160
140
50
2
Пиковая температура экзотермической реакции отверждения в массе 1000 г, (одинаковых размеров кубик)
160
150
180
180
190
140
140
180
240
3
Сохранение прочностных показателей после кавитационного воздействия воды 60 дней
- предел прочности при статическом изгибе, %
95
98
96
98
100
96
100
98
45
- прочность при сжатии, %
100
98
100
100
96
100
98
96
52
4
Удельная ударная вязкость, кДж/мин
50
45
48
52
54
42
46
48
15÷20