Способ ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров



Владельцы патента RU 2283695:

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (RU)

Изобретение относится к способам ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров и может быть использовано для интенсификации процессов пропитки наполнителей связующим, растекания клеевых и лакокрасочных материалов на основе эпоксидных олигомеров. На эпоксидный олигомер или смесь олигомера с отвердителем воздействуют ультразвуковой энергией частотой 18-22 кГц и интенсивностью 15-60 Вт/см2 в течение 5-15 мин при температуре 25°С. Изобретение снижает вязкость олигомера при постоянной температуре и угол смачивания твердых поверхностей. 1 табл.

 

Изобретение относится к способам ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров и может быть использовано для интенсификации процессов пропитки наполнителей связующими, растекания клеевых и лакокрасочных материалов на основе эпоксидных олигомеров.

В настоящее время для ускорения процессов пропитки и растекания в эпоксидные олигомеры вводят различные вещества, снижающие вязкость и улучшающие способность олигомеров, однако эти вещества в процессе формирования полимера или улетучиваются, или химически взаимодействуют и изменяют структуру полимера, что отрицательно влияет на свойства полимера.

Снижение вязкости за счет нагрева ограничено температурой и необходимым временем отверждения олигомерной системы.

Известен способ ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров ЭД-16 при частоте 20-29 кГц и интенсивности 2-7 Вт/см2, который позволяет снизить вязкость олигомерной системы на 11-20% [Кестельман В.Н. Физические методы модификации полимерных материалов. М.: Химия, 1980 - с.147-148]. В данном способе не достигается эффективное снижение вязкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ультразвуковой обработки эпоксидной смолы ЕРО 1441-30 при частоте 20 кГц, интенсивности 199 Вт/см2 не более 7 мин при температуре 25°С. Вязкость олигомерной системы снижается на 48% относительно исходного значения, но при этом снижается и поверхностное натяжение олигомера. [Huang Y.D., Liu L., Qiu J.H., Shao L. Influence of ultrasonic treatment on the characteristics of epoxy resin and the interfacial property of its carbon fiber composites // Composites Science and Technology 62, 2153-2159 (2002)].

В данном способе не достигается эффективное снижение вязкости эпоксидного олигомера. Кроме того, при обработке данным способом эпоксидного олигомера снижается его поверхностное натяжение, что отрицательно отражается на процессе пропитки и адгезии.

Задачей данного изобретения является разработка эффективного способа ультразвуковой обработки эпоксидных олигомеров. Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в снижении вязкости олигомера и угла смачивания твердых поверхностей.

Технический результат достигается тем, что в способе обработки эпоксидных олигомеров или смеси олигомера с отвердителем при температуре 25°С путем воздействия ультразвуковой энергии частотой 18-22 кГц новым является то. что интенсивность ультразвукового воздействия составляет 15-60 Вт/см2, а длительность - 5-15 мин. Предложенный способ обработки может быть реализован с использованием любого ультразвукового прибора, работающего в диапазонах предложенного технического решения.

Для ультразвуковой обработки использовались эпоксидные олигомеры различных марок: ЭД-24, ЭД-22, ЭД-20, ЭД-16, ЭД-8, Э-40.

Обработку олигомеров проводили как в чистом виде, так и в присутствии отвердителей. В качестве отвердителей были использованы: изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА), моноцианэтилдиэтилентриамин (УП-0633М), полиэтиленполиамин (ПЭПА), 4,4'-диаминодифенилметан (ДАДФМ), 3,3'-дихлор-4,4'-диаминодифенилметан (Диамет-Х). Отвердители вводили в стехиометрическом соотношении.

Ультразвуковую обработку осуществляли следующим образом: эпоксидный олигомер или смесь олигомера с отвердителем заливали в ванну, затем ультразвуковой концентратор погружали в жидкость и обрабатывали течение 5-15 мин. Температуру жидкости поддерживали постоянной (25°С).

Для обработанных систем измеряли вязкость, поверхностное натяжение и углы смачивания стеклянной поверхности. Различные олигомерные составы обрабатывали при различных режимах обработки. Время ультразвуковой обработки варьировали в интервале 5-15 мин. Ниже 5 мин достигались незначительные снижения вязкости и углов смачивания. Ультразвуковая обработка свыше 15 мин ограничена химическими реакциями отверждения, которые ускоряются при длительном воздействии.

Интенсивность ультразвука варьировали в интервале 15-60 Вт/см2. При интенсивности ниже 15 Вт/см2 незначительно снижаются вязкость и угол смачивания. Интенсивность свыше 60 Вт/см вызывает разогрев олигомерной смеси и ускоряет химические реакции.

Частота ультразвука составляла 18-22 кГц. Составы, режимы обработки и эффективность снижения вязкости и угла смачивания в % от начальных значений приведены в таблице. При ультразвуковой обработке при всех режимах воздействия поверхностное натяжение олигомерных составов не изменялось. Таким образом, ультразвуковая обработка при частоте 18-22 кГц при меньшей интенсивности и большей длительности воздействия по сравнению с прототипом позволяет достичь значительного снижения вязкости и углов смачивания.

Режим ультразвуковой обработкиЭД-20ЭД-24-Диамет-ХЭД-22-ДАДФМЭД-16-ПЭПАЭД-8-изо-МТГФАЭ-40-УП-0633М
Снижение, %Снижение, %Снижение, %Снижение, %Снижение, %Снижение, %
время, мининтенсивность, Вт/см2вязкостиугла смачиваниявязкостиугла смачиваниявязкостиугла смачиваниявязкостиугла смачиваниявязкостиугла смачиваниявязкостиугла смачивания
515711569167016731574167517
1015851981188617861987198819
1515852080198618872088218922
530781774187718791780188119
1030892285248823892188228823
1530872683258624882587249025
545861981198319871986208521
1045902586258824902489238824
1545882886268625892688258726
560912083218520912090219022
1060912682258424912491259226
1560882680258324892589239024

Способ обработки эпоксидных олигомеров или смеси олигомера с отвердителем путем воздействия ультразвуковой энергией частотой 18-22 кГц при 25°С, отличающийся тем, что интенсивность ультразвукового воздействия составляет 15-60 Вт/см2, а длительность 5-15 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов и обеспечивает повышение качества изделий, формируемых с помощью пластикатора. .

Изобретение относится к устройствам для получения растворов необходимой концентрации смешивания. .

Изобретение относится к способам автоматического регулирования вязкости жидкостей и может использоваться в пищевой , химической промышленности, цветной металлургии и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к устройствам для регулирования вязкости продукта во вращающихся аппаратах. .

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в криогенной технике и энергетике. .

Изобретение относится к способу регулирования вязкости многокомпонентнего лакокрасочного материала, в частности компаунда, и устройству для его осуществления. .

Изобретение относится к технике приготовления лакокрасочных материалов на линиях и участках механизирот:- ванного и автоматизированного нанесения лакокрасочных покрытий.

Изобретение относится к области регулирования вязкости в технологическом процессе приготовления черновяжущих материалов (например, битума, гудрона, дегтя. .

Изобретение относится к области машиностроения и позволяет повысить точность регулирования вязкости жидкости и снизить энергозатраты . .

Изобретение относится к производному сложного -гидроксиэфира и способу его получения, к способу получения -галогидринового промежуточного соединения и к способу получения из него эпоксидной смолы, а также к композиции на основе эпоксидной смолы.

Изобретение относится к способу получения отвердителя эпоксидных смол, который может быть использован для приготовления эпоксидных компаундов, связующих при изготовлении пластиков, антикоррозионных и декоративных покрытий.

Изобретение относится к способу получения отвердителя эпоксидных смол, который может быть использован для приготовления эпоксидных компаундов, связующих при изготовлении пластиков, антикоррозионных и декоративных покрытий.

Изобретение относится к области композиционных материалов, которые могут быть использованы в строительной, авиационной, автомобильной, аэрокосмической, железнодорожной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области технологии эпоксидных композиций, в частности к получению быстроотверждающихся эпоксидных композиций горячего формования, используемых в качестве связующего для производства композиционных материалов и изделий из них, например армированных пластиков, в том числе пултрузионным методом.
Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано в лакокрасочной промышленности, а также в других отраслях, применяющих эпоксидные композиционные материалы.

Изобретение относится к способу получения электроизоляционного компаунда, который может быть использован для пропитки и заливки высоковольтных и низковольтных элементов электро- и радиоаппаратуры, трансформаторов, дросселей.
Изобретение относится к способу получения аминоэпихлоргидриновой смолы, которая может быть использована для очистки питьевой воды от механических и органических примесей, а также сточных вод различных технологических процессов.

Изобретение относится к полимерной композиции холодного отверждения, устойчивой к воздействию радиации. .

Изобретение относится к области полимерных композиций на основе эпоксидных олигомеров, используемых для получения влагозащитных покрытий на композиционных материалах, сталях, алюминиевых сплавах.

Изобретение относится к способам и средствам воздействия на поток текучей среды (жидкости), ее твердофазных включений, растворенных газов и/или материалов проточной камеры, в которой осуществляются кавитационные процессы, и может быть использовано для воздействия на различные свойства каталитических материалов в физических, физико-химических, химических и иных технологических процессах.
Наверх