Эпоксидное связующее

 

Изобретение относится к эпоксидным связующим многопрофильного назначения, используемым в эмалях, лаках, заливочных компаундах, герметиках, в композициях наливных полов и др., а именно к связующим с пониженной горючестью, содержащим в своем составе полиоксихлорпропиленэпоксидные смолы. Изобретение решает задачу увеличения показателя кислородного индекса эпоксидного связующего и, таким образом, снижения горючести композиций на его основе без ухудшения технологических и эксплуатационных характеристик. Эпоксидное связующее содержит полиоксихлорпропиленэпоксидную смолу с содержанием эпоксидных групп 9-16% и вязкостью не более 6,5 Па/с и дополнительно содержит олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан в качестве, обеспечивающем массовое соотношение хлора к брому 0,4-3,5, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. : эпоксидная диановая смола 5-35; полиоксихлорпропиленэпоксидная смола с содержанием эпоксидных групп 9-16% и вязкостью не более 6,6 Па/с 30-80; олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан 15-40; аминный отвердитель 8-24; ускоритель полимеризации 0,5-4. Прочность на разрыв отвержденного связующего 32-239 кг/см², удлинение при разрыве 9-25,6%, показатель кислородного индекса 24-27%. 1 табл.

Изобретение относится к эпоксидным связующим многопрофильного назначения, используемым в эмалях, лаках, заливочных компаундах, герметиках, в композициях наливных полов и др., а именно к связующим с пониженной горючестью, содержащим в своем составе полиоксихлорпропиленэпоксидные смолы (называемые также рядом автором олигоглицидилхлорполиольными смолами).

Полиоксихлорпропиленэпоксидные смолы (ПОХПЭ) являются эпоксидированными продуктами олигомеризации эпихлоргидрина в присутствии полиолов в качестве инициатора. В составе композиций различного назначения они играют роль активных разбавителей, повышающих эластичность композиции, а следовательно, улучшающих такие свойства как трещиностойкость, вибростойкость, перерабатываемость, водоотталкивающие свойства, и способствующие лучшей совместимости с диановой смолой и отвердителем. Одним из важнейших свойств композиций с ПОХПЭ является их низкая горючесть за счет наличия галоида в ПОХПЭ [1 и 2].

Известны, например, эпоксидные связующие, содержащие диановые эпоксидные смолы и ПОХПЭ марки "Оксилин" с содержанием эпоксидных групп в пределах 6,5-8%, которые используют в составах для герметизации [3], в покрытиях для мостов и автомобильных дорог [4], в электроизоляционных заливочных компаундах [5], в клеевых композициях [6], в композициях для наливных полов [7].

Наиболее близким к предлагаемому является эпоксидное связующее, содержащее, мас. ч. : эпоксидную диановую смолу (ЭД-16, ЭД-20) 30; ПОХПЭ ММ 200 (марка "оксилин", содержание эпоксидных групп 7,2) 70; аминный отвердитель (полиоксипропиленполиамины) 6; ускоритель полимеризации (УП-606/2) 2 [8]. Наполненные системы на их основе имеют достаточно высокие эксплуатационные характеристики: разрывное усилие 120 кг/см², относительное удлинение при разрыве 16,3%.

Однако показатель кислородного индекса (КИ) известных связующих, характеризующий горючесть системы, имеет значение 21%, а увеличить его за счет увеличения количества ПОХПЭ в эпоксидном компоненте связующего нельзя, поскольку при содержании ПОХПЭ выше 85% ухудшаются физико-механические свойства композиции [7].

Изобретение решает задачу увеличения показателя кислородного индекса эпоксидного связующего и, таким образом, снижения горючести композиций на его основе без ухудшения технологических и эксплуатационных характеристик.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве полиоксихлорпропиленэпоксидной смолы эпоксидное связующее содержит полиоксихлорпропиленэпоксидную смолу с содержанием эпоксидных групп 9-16% и вязкостью не более 6,5 Па/с и дополнительно содержит олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан в количестве, обеспечивающем массовое соотношение хлора к брому 0,4-3,5, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Эпоксидная диановая смола - 5-35 Полиоксихлорпропиленэпоксидная смола с содержанием эпоксидных групп 9-16% и вязкостью не более 6,5 Па/с - 30-80 Олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан - 15-40 Аминный отвердитель - 8-24 Ускоритель полимеризации - 0,5-4 В отличие от известных предлагаемое эпоксидное связующее содержит в качестве полиоксихлорпропиленэпоксидной смолы смолу с вязкостью не более 6,5 Па/с и содержанием эпоксидных групп 9-16% (в смолах, применяемых в известных композициях, эти показатели 15-35 Па/с и 6,5-8% соответственно). Функциональность этих смол 1,5-3, содержание хлора 20-34%.

Для увеличения содержания галоидов в связующем и, следовательно, снижения горючести связующее дополнительно содержит олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан. Сочетание указанных ПОХПЭ с введенным в композицию олигоглицидилтетрабромдифенилолпропаном, взятым в количестве, обеспечивающем соотношение хлора к брому 0,4 -3,5 позволяет не только повысить КИ до 24-27%, но и получить композиции с широкой гаммой свойств, обеспечивающей им разнообразное применение.

Кроме того, использование твердого олигоглицидилтетрабромдифенилолпропана оказалось возможным именно в сочетании с указанными ПОХПЭ. Применение ПОХПЭ с меньшим содержанием эпоксидных групп и вязкостью более 6,5 Па/с снижает литьевые свойства композиции и резко ограничивает количество вводимого наполнителя.

Совокупность указанных отличительных признаков, а именно сочетание вышеуказанных компонентов в вышеуказанном соотношении, обеспечивает получение эпоксидного связующего, имеющего КИ 24 - 27%, который превышает значения КИ в известных связующих.

В качестве аминного отвердителя в эпоксидном связующем изобретения могут быть использованы общеизвестные аминные отвердители - полиэтиленполиамины (ПЭПА), метафенилендиамин (МФДА), полиоксипропиленполиамины (ПОППА), например полиоксипропилендиамин (ДА-200) и т.д.

Эпоксидное связующее изобретения содержит ускоритель полимеризации в количестве 0,5-4 мас.ч. В качестве ускорителя можно использовать бензойную кислоту (БК), пирокатехин (ПК), резорцин (Р), дифенилолпропан (ДФП), гидрохинон (ГХ) и др.

Примеры 1-8. В фарфоровый или стеклянный стакан берут навески диановых эпоксидных смол марки ЭД-20 или ЭДД-16, ПОХПЭ с различной вязкостью и различным содержанием эпоксидных групп и олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан марки БЭС-1, содержащий 12,5% эпоксидных групп и 49% брома, нагревают до расплавления БЭС-1 и перемешивают, вводят расчетное количество отвердителя и ускорителя полимеризации и снова перемешивают. Полученную композицию разливают в прямоугольные формы с высотой стенки 5 мм для получения требуемых для испытаний образцов и отверждают при комнатной температуре до потери текучести и при 60^oC до полного отверждения (до прекращения изменения модуля сжатия). Прочность на разрыв (б) и относительное удлинение E у полученных образцов определяют по ГОСТ 11262-80, КИ - по ГОСТ 12.1.044-89.

Состав связующего и свойства отвержденных композиций представлены в таблице.

В примерах 4 и 7 использована ЭД-16.

В примере сравнения 9 использовано связующее по прототипу.

Из приведенного экспериментального материала видно, что предлагаемое связующее превосходит известное по КИ и обладает широким спектром физико-механических свойств, позволяющих их использовать в качестве лаков, заливочных компаундов, защитных покрытий, наливных полов и т.д.

Формула изобретения

Эпоксидное связующее, включающее эпоксидную диановую смолу, полиоксихлорпропиленэпоксидную смолу, аминный отвердитель и ускоритель полимеризации, отличающееся тем, что в качестве полиоксихлорпропиленэпоксидной смолы оно содержит полиоксихлорпропиленэпоксидную смолу с содержанием эпоксидных групп 9 16% и вязкостью не более 6,5 Па/с и дополнительно содержит олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан в количестве, обеспечивающем массовое соотношение хлора к брому 0,4 3,5 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Эпоксидная диановая смола 5 35 Полиоксихлорпропиленэпоксидная смола с содержанием эпоксидных групп 9 - 16% и вязкостью не более 6,5 Па/с 30 80 Олигоглицидилтетрабромдифенилолпропан 15 40
Аминный отвердитель 8 24
Ускоритель полимеризации 0,5 4о

РИСУНКИ

Рисунок 1