Патент на изобретение №2270213

(54) ЭПОКСИДНОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу получения эпоксидного связующего для стеклопластиков, которые могут быть использованы для изготовления стеклопластиковых труб, емкостей и др. Связующее включает следующее соотношение компонентов, в мас.%: 57,5-67,5 эпоксидиановой смолы, 5-20 активного разбавителя, 12-34 ароматического аминного отвердителя, модифицирующую легирующую добавку, состоящую из 0,2-2,0 ПМС-5000 и 0,3-2,0 антиоксиданта “Ирганокс-1010”. В качестве активного разбавителя связующее содержит эпоксианилиновую смолу, представляющую собой продукт конденсации анилина и эпихлоргидрина. Изобретение позволяет повысить разрушающее напряжение при сжатии и растяжении, а также повысить теплостойкость и адгезионные характеристики, снизить длительность отверждения связующего, расширить арсенал средств для получения связующего, соответствующего нормативным требованиям, предъявляемым к эпоксидным связующим. 2 табл.

Изобретение относится к области композиционных материалов, которые могут быть использованы для изготовления стеклопластиковых труб, емкостей и др.

Известно эпоксидное связующее для стеклопластиков, включающее эпоксидиановую смолу, отвердитель – изометилтетрагидрофталевый ангидрид, ускоритель УП606/2 – 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол и модификатор – пластификатор ЭДОС, представляющий собой смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров (RU 2145617, опубл. 20.02.2000, Кл. С 08 L 63/02).

Недостатками данного изобретения являются низкие прочностные и термические характеристики стеклопластика на основе данного связующего. Кроме того, изготовление стеклопластика требует длительного времени (порядка 12 часов) термообработки.

Наиболее близким, принятым за прототип, является связующее для армированных пластиков, изложенное в патенте RU 2141493, опубл. 20.11.1999, Кл. С 08 L 63/02. Известное связующее включает эпоксидиановую смолу, ароматический аминный отвердитель и активный разбавитель – глицидиловые эфиры кислот фосфора.

Недостатками известного связующего являются длительность отверждения и невысокая теплостойкость.

Техническим результатом заявленного изобретения является расширение арсенала средств для получения связующего, соответствующего нормативным требованиям, предъявляемым к эпоксидным связующим, и улучшение таких характеристик как повышение разрушающего напряжения при сжатии и растяжении, повышение теплостойкости и адгезионных характеристик, а также снижение длительности отверждения связующего.

Указанный технический результат достигается тем, что эпоксидное связующее, состоящее из эпоксидиановой смолы, активного разбавителя и ароматического аминного отвердителя, согласно предлагаемому решению дополнительно содержит модифицирующую легирующую добавку, состоящую из ПМС-5000 и антиоксиданта – «Ирганокс-1010», а в качестве активного разбавителя эпоксианилиновую смолу при следующем содержании компонентов, мас.%:

В качестве эпоксидиановых смол использовались смолы марок ЭД-24, ЭД-22, ЭД-20, ЭД-18 (ГОСТ 10587-84) и другие олигомеры данного ряда.

В качестве активного разбавителя использовали эпоксианилиновую смолу, представляющую собой продукт конденсации эпихлоргидрина и анилина в щелочной среде (Справочник по пластическим массам / Т.2, под ред. В.М.Катаева. – М.: Химия, 1975. – 567 с.) (ТУ 2225-546-00203521-98).

В качестве ароматического аминного отвердителя использовали Бензам АБА, представляющего собой смесь 2- и 4-аминобензиланилинов, 4,4′-диаминодифенилметана и высших полиаминов (ТУ 6-14-22-112-83), 3,3′-дихлор, 4,4′-диаминодифенилметан («диамет-х»), м-фенилендиамин (МФДА) и другие ароматические амины данного ряда.

В качестве антиоксиданта использовали «Ирганокс-1010», представляющий собой эфир 3,5-ди-третбутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита.

В качестве модифицирующей лигирующей добавки использовали полиметилсилоксан вязкостью 5000 мм²/с (ПМС-5000).

Количественное содержание компонентов в предлагаемом материале и прототипе приведено в табл. 1. Пример. Известным образом к 100 г (62,5% мас.) разогретой до 50°С эпоксидиановой смолы добавляли 1,6 г (1,0% мас.) «Ирганокс-1010», 20 г (12,5% мас.) эпоксианилиновой смолы, 1,6 г (1,0% мас.) ПМС-5000 и перемешивали. Затем добавляли 36,8 г (23% мас.) разогретого до 70°С Бензама АБА, перемешивали и готовили образцы для испытаний. Отверждение проводили по двухступенчатому режиму в течение 3 ч при температуре 80-150°С.

Аналогичным образом готовили композиции с другими количественными соотношениями компонентов.

Свойства полученных композиций в сравнении с прототипом приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 следует, что предлагаемое эпоксидное связующее обладает большей прочностью и теплостойкостью по сравнению с прототипом. Так, разрушающее напряжение при сжатии увеличилось на 25%, разрушающее напряжение при растяжении увеличилось на 26%, а теплостойкость связующего увеличилась на 50 °С. Использование заявленного изобретения также позволяет повысить на 45% адгезионные свойства связующего к стекловолокну и более чем в 2 раза уменьшает время отверждения композиции по сравнению с прототипом.

При использовании граничных количественных значений компонентов связующего разрушающее напряжение при сжатии и растяжении ниже, чем у прототипа, но соответствует нормативным требованиям, предъявляемым к эпоксидным связующим (Технология пластических масс /Под ред. В.В.Коршака. – М.: Химия, 1985. – 560 с.). При этом длительность отверждения сокращается более чем в 2 раза, а теплостойкость увеличивается на 35°С.

Таким образом, предлагаемое решение позволяет повысить разрушающее напряжение при сжатии и растяжении, повысить теплостойкость и адгезию к стекловолокну, а также снизить длительность отверждения связующего. Использование граничных количественных значений компонентов связующего позволяет достичь свойств материала удовлетворяющих нормативным требованиям, предъявляемым к эпоксидным связующим. При этом значительно уменьшается (в 2,3 раза) время отверждения, что позволяет за один производственный цикл увеличить (в 2 раза) количество выпускаемой продукции и получить значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Эпоксидное связующее для стеклопластиков, включающее эпоксидиановую смолу, активный разбавитель и ароматический аминный отвердитель, отличающееся тем, что в качестве активного разбавителя связующее содержит эпоксианилиновую смолу, представляющую собой продукт конденсации анилина и эпихлоргидрина, и дополнительно модифицирующую легирующую добавку, состоящую из ПМС-5000 и антиоксиданта Ирганокс-1010, при следующем содержании компонентов, мас.%: