Эпоксидная композиция

 

ЭПОКСВДНАЯ КОШОЗИи}1Я, включающая эпоксиноволачную смолу, отвердитель - изометилтетрагидрофталевын ангидрид и ускоритель отверждения трис (диметиламинометил)-фенол, о тличающаяся тем, что, с целью улучшения физико-механических характеристик и относительного удлинения при сохранении теплостойкости, в качестве эпоксиноволачной смолы она содержит продукт конденсации новолачной фенолформальдегидной смолы, г -оксибензойной кислоты и эпихлоргидрина при массовом соотношении 100:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ

90,8-97,1 смола

От вердит ель

Ускоритель отв ержде ния

0,2-0, 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 36 10391/23-05 (22). 16 ° 04.83 (46) 07.05.85. Бюл. N - 17 (7 2) Б. М. Ткачук, В.И. Стр ельцов, M. С. Клебанов, И. M. Шологон, и Н.А. Юречко (53) 668 . 395 ° 6 (088 ° 8) (56) 1. PeN Epcxi Novolac resins.

Проспект фирмы "The Dow Chemical Со",, 1967.

2. Х. Ли, К. Невилл "Справочное руководство эпоксидным смолам". M., "Энергия", 1973, с. 155-160.

3. Патент Японии Ф 53-109600, 26(5) К11 (COSG 59/06), опублик.

25.09.78.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 527458, кл. С 08 L 63/04, 1975 (прототип) .

„„SU „„1154298

4(51) С 08 L 63/04; С 09 J 3/16 (54) (57) ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая эпоксиноволачную смолу, отвердитель — изометилтетрагидрофтал евый ангидрид и ускоритель отверждения трис (диметиламинометил) -фенол, о тличающая с ятем, что, с целью улучшения физико-механических характеристик и относительного удлинения при сохранении теплостойкости, в качестве эпоксиноволачной смолы она содержит продукт конденсации новолачной фенолформальдегидной смолы, и -оксибензойной кислоты и эпихлоргидрина при массовом соотношении 100: (20-50): (700-800) при следующем соотношении компонентов,мас. ч. 9

Эпоксиноволачная

1154298

55

Изобретение относится к композициям на основе эпоксиноволачных смол и ангидридных отвердителей, которые могут быть использованы в качестве

5 компонентов высокопрочных связующих, компаундов и клеев.

Эпоксиноволачные смолы позволяют получать полимеры, характеризующиеся .более высокой тепластойкостью по срав10 нению с эпоксидиановьми Р1 3.

Однако они характеризуются высокой вязкостью (30-90 Па с при 50 С) и температурой размягчения 40-60 С, что затрудняет их использование в качестве заливочных и пропиточных о компаундов при температурах до 100 С, В этих случаях в композициях на основе эпоксиноволачных смол для снижения вязкости используют активные разбавители, например бутилглицидный и крезнлглицидный эфиры и другие, которые существенно снижают теплостойкость отвержденной композиции.

Применение в качестве раэбавителей жидких эпоксидных смол двуокиси бутадиена, бис-(2,3-эпоксициклопентилового) эфира приводит к увеличению теплостойкости, но при этом снижаются физико-механические показатели отвер30 жденных композиций L2 3.

Известна композиция на основе сополимера диглицидилового эфира бисфенола А и диглицидилового эфира,л— оксибензойной кислоты (торговая марка смолы "У-квик-103") (3).

Недостатком этих композиций является то, что процесс их отверждения протекает с высокой скоростьв даже в условиях низких температур, что ие всегда удобно при их переработке.

Кроме того, физико-механические показатели отвержденной композиции на основе эпоксидной смолы "У-квик-103" находятся на уровне свойств отвержденной композиции на основе эпоксидиановой смолы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и,достигаемому результату является композиция, включающая эпоксиноволачную смолу марки УП-643 (продукт конденсации новолака с эпихлоргидрином), отвердительизометилтетрагидрофталевый ангидрид, ускоритель отверждения - трис(диметиламинометил)-фенол и, с целью сниження вязкости, - диглицидиловый эфир 1,1-бис-(оксиметил)-3,4-эпоксициклогексана при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Зпоксиноволачная смола 100

Диглицидиловый эфир

1, 1-бис-(оксиметил)—

-3,4-эпоксициклогексана 10-100

Отвердитель (изо-МТГФА) 96,2-213,3

Ускоритель отверждения 0,2-0,7

Данная композиция имеет высокую теплостойкость 4 j.

Недостатком известной композиции являются невысокие физико-механические показатели (растяжение, изгиб, относительное удлинение), что свойственно материалам с использованием циклоалифатических зпоксидных смол.

Цель изобретения — улучшение физико-механических характеристик и относительного удлинения при сохранении теплостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что эпоксидная композиция, включающая эпокснноволачную смолу, отвердитель — изометилтетрагидрофталевый ангидрид и ускоритель отверждения— трис-(диметиламинометил)-фенол, содержит в качестве эпоксиноволачной смолы продукт конденсации новолачной фенолформальдегидной смолы, ь-оксибензойной кислоты и эпихлоргидрина при массовом соотношении 100:(20-50): (700-800) при следующем соот ношении компонентов, мас.ч.:

Зпоксиноволачная смола 100

Отвердитель 90,8-97,1

Ускоритель отверждения 0,2-0,7

- Модифицированная эпоксиноволачная (ТУ-6-05-24 1-372-83) смола характеризуется следующими показателямн: содержание эпоксидных групп не менее 23Х хлора омыпяемого не более

2Х, летучих веществ не более 1Х о динамическая вязкость при 50 С не более 30 Па-с.

Методика получения модифицированной эпоксиноволачной смолы и композиций на ее основе приведена в примерах 1-8.

Пример 1. В реактор загружают, мас .ч.: новолачная феналформальдегидная смола l00 (марка СФ-0121); л-оксибенэойная кислота 20; хлористый калий 2,3 вода эпихлоргидрин

800.

1154298

Т а б л и ц а

136

5,4-6, 2

14 7-149

14 5-146

146-148

146-148

102

5,9-6,1

142

6,0-6.,4

115

145

6,2-6,4

112. Реакционную смесь нагревают при этой температуре до отсутствия кислотного числа. Затем при 95ОС в реактор подают в течение 3 ч 205 мас.ч.

467-ного водного раствора щелочи. 5

По мере отгона эпихлоргидрина, его отделяют от воды и возвращают в реактор. После подачи всего количества щелочи отгоняют избыточный эпихлоргидрин при 115 С в вакууме.

Содержимое реактора растворяют в толуоле, промывают водой и при 130 С отгоняют толуол. Получают 170 мас.ч. эпоксидной смолы с эпоксидным числом

23,67 и вязкостью 22,1 Па с при 50 С. 15

Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают, мас.ч.: новолачная смола 100, и -оксибензойная кислота 30, эпихлоргидрин 700, 467-ный водный раствор щелочи 210.

Получают 173 мас.ч. эпоксидной смолы с эпоксидным числом 24,27. и вязкостью

19,5 Па с при 50 С.

Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают, мас.ч.: новопачная смола 100; и --оксибензойная кислота 40; эпихлоргидрин 800

467.-ный водный раствор щелочи 215.

Получают 180 мас.ч. эпоксидной смолы с эпоксидным числом 24,97 и вязкостью ЗО

16,5 Па-с при 50 С.

Пример 4. В условиях примера 1 в реактор загружают, мас.ч.: новолачная смола 100, и -окснбензойная кислота 50, эпихлоргидрин 700, 35

46Х-ный водный раствор щелочи 220.

Получают 185 мас.ч. эпоксидной смолы с эпоксидным числом 25,2Х и вязкостью 13,2 Па с при 50 С °

П р и и е р 5.100 мас.ч. эпоксил- 40 ной смолы (по примеру 1) подогревают до 50 С, добавляют 90,8 мас.ч. иэометилтетрагидрофталевого ангидрида и 0,7 мас.ч. ускорителя УП-606/2— трис(диметиламинометил)-фехола, тща- 45 тельно перемешивают и заливают в предварительно нагретые до 1ОО С формы и отверждают по следующему режиму:

100С вЂ” Зч, 120С вЂ” 2ч, 14ОС

2 ч, 160 С вЂ” 2 ч, 20 C — 6 ч.

Пример 6. В условиях примера 5 к

100 мас. ч. эпоксидной смолы (по примеру 2) прибавляют 92,6 мас.ч. изоМТГФА и 0,2 мас. ч. ускорителя УП-606/2.

II р и и- е р 7. В условиях приме- ° ра 5 к 100 мас ° ч. эпоксидной смолы (по примеру 3) прибавляют 96,5 мас.ч. изо-ИТГФА и 0,7 мас.ч. ускорителя

УП-б 06/2.

Пример 8. В условиях примера 5 к 100 мас.ч. эпоксидной смолы (по примеру 4) прибавляют 9?, 1 мас .ч. изо-МТГФА и 0,7 ускорителя УП-606/2.

Результаты физико-механических испытаний эпоксиполимеров приведены в табл. 1.

Свойства эпоксиполимеров и стеклопластиков предлагаемой и известных композиций приведены в табл. 2.

Сравнение свойств эпоксиполимеров и стеклопластиков на основе предлагаемой композиции и известных показывает, что применение предлагаемой композиции позволяет получить полимеры, обладающие прочностью при изгибе в 1,4 раза вьппе, при растяжении в 1,48 раз выше. Относительное удлинение в 2,4 раза вьппе известной комбинации. При этом теплостойкость полимеров на основе предлагаемой композиции сохраняется на том же уровне.

Предлагаемая эпоксидная композиция может быть использована в электротехнической промьпнленности для создания литой изоляции электродвигателей, высокопрочных стеклопластиков, клеев, компаундов, работающих при высоких температурах.

1154298

Т а б л и ц а 2

Композиция

Показатель

На основе

Предлагаемая (пример 5-8 ) Известная (примеры 7-10 ) 103-108

60-108 растяжении

35,4-38,4

56,3-77,0

5,4-6,4

1,2-2,4

0,3-0,8

1,5-3,0

Разрушающее напряжение (стеклопластик) при изгибе, МПа

820-860

550-6 20

Теплостойкость, С 145-149

151-160

Составитель Г. Сошина

Техред О.Неце Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Шишкина

Тираж 475

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2628/23

Подписное

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

Разрушающее напряжение, МПа при. изгибе

Относительное удлинение,Х, при разрыве

136-145

97-115

На основе эпоксиноволачной смолы, изо-МТГФА и ускорителя

73-100

54-74

58 0-600

155-159 диглицидилового эфира ь-оксибензойной кислоты