Полимерная композиция

 

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включагацая эпоксидную смолу и отвердитель - производное пиперидила, о тг личаюгцаяся тем, что, с целью улучшения технологических и прочностных характеристик, она содержит в качестве эпоксидной смолы эпоксидный олигомер, выбранный из группы, включающей диглицидиловые эфиры резорцина, параи мета-бензойной кислот, а в качестве производного пиперидила -о , ctf -дипиперидил к дополнительно ускоритель отверждения - резорцин или 4,4 -диоксидифенил-2 ,2-пропан при следующем соотношении компонентов, мае.%: Эпоксидный олигомер 93,3-97,3 а,а -Дипиперкцил2-5 I Резорцин или 4,4 (Л диоксидифенил-2,2пропан: .0,7-1,7

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ДП С 08 L 63/00; С 08 G 59/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

) .. ."-г д а. ;., -у ., 1 Р Ъ ю;

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Эпоксидный олигомер

g,9 -Дипиперидил

Резорцин или 4,4 диоксиднфенил-2,2пропан

93, 3-97, 3

2-5

0,7-1,7

1(21 ) 3350566/23-05 (22 ) 03. 11. 81 (46 ) 15. 07. 83. Бюл. 9 26 (72 ) Б.A. Комаров, В. И. Найдовская, A.Ê. Шейнкман и Б.A. Розенберг (71 ) Отделение Ордена Ленина института химической физики AH СССР (53 ) 678.643.42.5(088.8 ) (56 ) 1. Ли.Х., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам.

M., "Энергия", 1973, с. 52, 106.

2. Авторское свидетельство СССР

В 160307, кл. С 08 G 59/40, 1963 (прототип ).

3. Форостян Ю.Н. и др. Отверждение эпоксидных смол g, Р-дипиперидилом. - "Пластические массы", 1965, В1, с. 16. (54 ) (57 ) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ включающая эпоксидную смолу и отвер„„SU„, 1О 9 А дитель — производное пиперидила о тФ лич ающая ся тем, что, с целью улучшения технологических и прочностных характеристик, она содержит в качестве эпоксидной смолы эпоксидный олигомер, выбранный из группы, включающей диглицидиловые эфиры резорцина, пара- и мета-бензойной кислот, а в качестве производного пиперидила -Q, Q -дипиперидил и дополнительно ускоритель отверждения — резорцин или 4,4 -диоксидифенил-2,2-пропан при следующем соотношении компонентов, мас.Ъг

1028693

46 5 25

15

Полимеры, образующиеся при от» верждении подобных систем, имеют физико-механические свойства, практи- g0 чески не отличающиеся от свойств систем, отвержденных первичными алифатическими аминами. Например, композиции на основе днглицидиловых эфиров 1,4-диоксидифенил-2,2-пропана имеют прочность при разрыве в диапазоне 39-69 МПа.

Наиболее близкой к предлагаеглой по технической сущности и достигаемому результату. является полимерная композиция 2 ), включающая, вес. %:

Эпоксидная с лола, н an ример, ЭД- 6 74

Пластификатор — дибутилфталат

Отвердитель

Д,Р-дипиперидил 14,8

Композиция этого состава соХраняется пригодной при

120 С в течение 10 мин

11,2 45

80.

1 ч

18 100 ч отверждается при 80ОС за 2 ч или при 120ОC за 20 мин. Отвержденная эпоксидная композиция имеет прочность на разрыв б 3 МПа g 3 J.

K недостатком данной эпоксидной 60 композициЙ относятся большое содер жанне отвердителя в композиции, небольшое время сохранения пригодности, низкая прочность при разрыве отвержденных образцов.

65

Изобретение относится к эпокс идным композициям, предназначенным, в частности, для изготовления армированных пластиков.

Известны эпоксидные композиции на основе диглицидных эфиров и различных по структуре алициклических вторичных аминов, применяемых в качестве отвердителей эпоксидиых смол. Такие отвердители обладают повышенной функциональностью благодаря способ- l0 ности каталиэировать полимериэацию эпоксидных групп образующимися в хода процесса отверждения третичными аминами, реакционная способность которых определяет оптимаЛьное количество 15 отвердителя в композиции. Например, пиперидин - один из первых аминов, применявшихся в промышленном масштабе, вводится в диглицидиловый эфир

1,4-диоксидифенил-2,2-пропана в концентрациях 5-7 ч, на 100 ч. смолы (1Д.

Эта композиция отверждается в следующем оптимальном режиме ., 15ОС 23 ч

Цель изобретения - улучшение технологических и прочностных характеристик.

Цель достигается тем, что полимер. ная композиция, включающая эпоксидную смолу и отвердитель — производное пиперидила, содержит в качестве эпоксидной смолы эпоксидиый олигомер, выбранный из группы, включающей диглицидиловые эфиры реэорцина, пара- и мета-бензойной кислот, а в качестве производного пиперидила+,о/ -дипиперидил и дополнительно ускоритель отверждения - резорцин или 4,4 -диоксидифенил-2,2-пропан при следующем соотношении компонентов, мас.%s

93,3-97,3

2-5

Эпоксидный олигомер

I с g -Дипиперидил . /

Резорцин или 4,4 диоксидифенил-2,2пропан

О, 7-1,7

140

190

3,5.Конверсия эпоксидных групп 95%.

Пример 3 ° К 97,3% диглицидипового эфира резорцина при 90 С добавляют 0,7% резорцица и 2% d,af дипиперидила. Условия приготовления такие ие, как в примере 2. Режим отверждения: 110 С - 8 ч;130 С вЂ” б ч;

180 C — 5 ч.

Пример 4. К 93,3% диглицидилового эфира резорцина при 90 С добавляют 1,7% резорцина и 5% oL,

Режим отверждения: 100©С — бч; 150 C4,5 ч; 200 С вЂ” 3,0 ч.

Способ отверждения эпоксидной ком. позиции состоит в следующем. Исходные компоненты смешивают и .ступенчато нагревают при 90-200 С до конверсии эпоксидных групп 94

96%, которую определяют методом химического титрования.

Пример 1. К 96,5Ъ диглицидилового эфира резорцина с эпоксидным числом 37,9 при 90 С добавляim 3,5%о,а - дипиперидила. После перемешивания и вакуумирования эпоксидную композицию по указанному ступенчатому режиму нагревают до 180 С, при которой отверждения не наблкдается в течение 30 ч. . Пример 2. К 95,45% диглицидилового эфира резорцина при 90ОС добавляют 1,15Ъ резорцина, после его растворения добавляют 3,47% о,gl-дипиперидила. Смесь перемешивают и вакуумируют при 90аС. Сохраняется пригодной при 90оС в течение 40 ч. Режим отверждения:

90oC - 8 ч

102&693

tI р и м е р 5. К 94,75% диглицидилового эфира резорцина при 90 С добавляют 2,28% 4,4 -диоксидифенил2,2-пропана и 3,47%а(,a(-дипиперидила.

Условия приготовления такие же, как в примере 2. Режим-отверждения:

100oC - 7 ч; 140 С вЂ” 5 ч; 200 С - 4 ч.

Пример б. К 95% диглицидилоsoro эфира пара-оксибензойной кислоты при 60 С добавляют 1,5% 4,4 -диоксидифенил-2,2-пропана и 3,5% Q,Q дипи- 10 перидила. Условия приготовления такие, как в примере 2. Режим отверждения:

100 С вЂ” 64 ч,140 С - 44 ч,190 С - 54 ч.:..

Пример. 7. К 96% диглицидилового эфира мета-оксибензойной кислоты I 5 при 60©С добавляют 0,8% реэорцина и

Композиция по примерам

Характеристики

1 т Прототип

Прочность на разрыв, Мпа

102

100

105

Модуль упругости

ИПа-10

Относитель.ная деформация при разрыве, % .

3,1"

3,2

3,1

3,0

3,6

3,5

5 5

5,0

5,2 4,8

4,5 3,0

90

85

1,0

1,2

1,0

1,15 1,1

4,1

4,2

3,8

1., 280

4,0

4,0

4у1

Плотность, г/см

Вязкость свежеприготовленной композиции при 20 С, Н

1,290 1,290 1,285

1,286

1,280

14 25-30

17

Жизнеспособность при

90аС ч

43

38

48 % о

Жизнеслособлсн..ть при 80 С

Температура

: стеклования, С (дилатометрический метод)

Коэффициент температурного расширения в стеклообразном содтоянии, 1Фград "

Коэффициент температурного расширения в высокоэластическом состоянии 104град

3, 2% ot, oP-дипиперндила. Условия приготовления композиции такие же, как в примере 2. Режим отверждения:

1004L - б ч, 140 С вЂ” 4 ч, 190 С - 5ч.

Базовым объектом является эпоксидная композиция, содержащая эпоксид-. ную смолу ЭД-20 и отвердитель - ди- этидентриамин. По сравнению с базовым объектом предлагаемая эпоксидная композиция имеет более высокую жизнеспособность (3 мес при комнатной температуре против 1 ч), повышенные механические свойства (прочность на разрыв, относительное удлинение выл в 1,5-2 раза).

В таблице приведены результаты сравнительных испытаний композиций.

-r ч Ъ Ф

1028693

Составитель Г. Сошина

Редактор Т. Веселова Техред М,Тепер Корректор A Ференц

Заказ 4891/23. Тираж 494 Подп исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проейтная, 4

Данная композиция не требует введения больших количеств отвердителя,oL,Q -дипиперидил вводят в

3-7 раэ меньше по сравнению с содержанием отвердителя известной композиции.

Образцы отвержденной эпоксидной композиции имеют на 42-64% большую прочность при разрыве. Коьыозиция остается пригодной при 90 С в течение времени, превыаающем более чем в 40 раэ значение этого параметра для известной композиции (меньше

1 ч . ЗД ), что позволяет использовать ее для приготовления предваритеЛьно пропитанных ровингов, особен-, но при хранении при комнатной температуре.