ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
POLYMER COMPOSITION

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксидных смол и латентных отвердителей и может быть использовано в качестве эпоксидных заливочных компаундов, связующих для стеклопластиков, клеев, покрытия и др. целей.
Известна эпоксидная композиция на основе эпоксидных смол и латентного отвердителя - 4,4-дифенилметандиизоцианата, блокированного метилпиразолом или ε-капролактамом (см. Лапицкий В.А., Крицук А.А. «Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков», Киев, Издательство «Наука», 1986, стр.35).
Недостатками известного решения являются плохая растворимость таких отвердителей в эпоксидных смолах, необходимость их диспергации в виде порошка, т.к. температура их плавления близка к температуре разложения. Кроме того, отвержденные композиции имеют сравнительно низкую деформационную теплостойкость и прочностные показатели. Целью заявляемого решения является улучшение технологических свойств полимерной композиции и повышение термостабильности и физико-механических свойств отвержденного полимера.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве эпоксидной составляющей применяют смесь ароматических и алифатических эпоксидных смол в соотношении от 96:4 до 20:80, а в качестве латентного отвердителя - изоцианатного компонента применяют технический продукт - полиизоцианат, представляющий собой жидкую смесь изомеров 4,4'-2,2' и 4,2'- дифенилметандиизоцианата и их гомологов три- и тетраизоцианатов, ароматические кольца которых связаны метиленовыми мостиками, блокированный смесью, состоящей из ε-капролактама (А), метилпиразола (Б) и бензилового спирта (В) в соотношении А:Б:В от 90:9:1 до 10:80:10 (Блокирование осуществляют перемешиванием расплава реакционной массы при температуре от 60 до 140°С в течение от 40 до 180 минут при соотношении изоцианатного и блокирующего компонентов от 76:24 до 60:40).
Соотношение эпоксидного и изоцианатного компонента в композиции:
смесь эпоксидных смол - 100,
отвердитель - 10÷50.
Пример 1
Приготовление смоляной части.
В реактор, снабженный обогревом и механической мешалкой, загружают 58 весовых частей эпоксидной смолы ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) и 42 весовые части алифатической эпоксидной смолы марки ДЭГ-1 (диглицидиловый эфир диэтиленгликоля) ТУ 2225-027-00203306-97, смесь перемешивают при 80°С в течение 10 минут и разливают в металлические емкости.
Получение отвердителя.
В реактор, снабженный обогревом и механической мешалкой, загружают 68 весовых частей технического продукта - полиизоцианата, представляющего собой вязкую темно-коричневую жидкую смесь 4,4'- дифенилметандиизоцианата (MDI) с изомерами и гомологами, и 32 весовые части заранее приготовленной смеси ε-капролактама (А), метилпиразола (Б) и бензилового спирта(В) в соотношении А:Б:В от 48:46:6. Температуру реакционной смеси поднимают до 100°С и выдерживают при постоянном перемешивании в течение 110 минут. Охлажденный до 60°С продукт сливают в емкости объемом от 1 до 20 литров.
Приготовление композиции.
В реактор, снабженный обогревом и механической мешалкой, заливают 100 весовых частей смоляной части и 30 весовых частей отвердителя, нагретых до 80°С, и перемешивают в течение 20 минут.
Отверждение осуществляют при 140°С в течение 20 минут.
Примеры 2÷6 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров в соответствии с таблицей 1. Свойства заявляемой полимерной композиции представлены в таблице 2, которая подтверждает преимущества заявляемого решения перед прототипом
Таблица 1
Параметры получения полимерной композиции по примерам 2÷6
N п/п
Наименование параметров
Величина параметров по примерам
2
3
4
5
Прототип
Получение отвердителя
1
Соотношение компонентов блокирующей смеси А:Б:В
48:46:6
48:46:6
90:9:1
10:80:10
2
Соотношение изоцианатного и блокирующего компонента
76:24
60:40
68:32
68:32
3
Температура реакционной массы, °С
140
60
100
100
4
Время выдержки реакционной массы при температуре, в мин
40
180
110
110
Получение полимерной композиции
2
3
4
5
Прототип
1
Соотношение алифатической и ароматической смол
Эд-20:ДЭГ-1* 96:4
Эд-20:ДЭГ-1* 96:4
УП-610**: Э-181*** 20:80
ЭН-6****: ТЭГ-1***** 50:50
Эд-20:ДЭГ-1* 96:4
2
Режим приготовления реакционной смеси Температура, °С / Время перемешивания, мин
50/10
120/20
60/15
80/25
120/60
3
Соотношение смоляная часть : отвердитель
100:10
100:50
100:25
100:35
100:10
ДЭГ-1* - диглицидиловый эфир диэтиленгликоля. ТУ 2225-027-00203306-97
УП-610** - триглицидилпарааминофенол, ТУ 2225-546-00203521-98
Э-181*** - диглицидиловый эфир полиэпихлоргидрина, ТУ 2225-546-00203521-98
ЭН-6**** - эпоксидированный новолак 6, ТУ 6-05-1585-89
ТЭГ-1***** - диглицидиловый эфир триэтиленгликоля, ТУ 2225-027-00203306-97
Таблица 2
Свойства полученного блокированного изоцианата и отвержденного им эпоксидного полимера по примерам 1-5 в сравнении с прототипом
N п/п
Наименование параметров
Величина показателя для примеров и прототипа
1
2
3
4
5
Прототип
1
Содержание свободных изоцианатных групп, %
0
1
0
2
2
2
2
Температура размягчения, °С
56
60
65
80
70
140
3
Растворимость в полярных органических растворителях
Растворимы
Ограниченно растворим
4
Стабильность при хранении систем смола ЭД-20+полученный блокированный изоцианат, при Т=20°С
Не менее 120 суток
1 сутки
5
Время отверждения при Т=150°С, мин
20
25
30
20
40
120
6
Предел прочности при сжатии, МПа
170
175
175
180
175
50-70
7
Теплостойкость по Мартенсу
165
160
160
155
160
60-90