Эпоксидная композиция
Владельцы патента RU 2542234:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВПО КФУ) (RU)
Изобретение относится к области эпоксидных композиций, в частности быстроотверждающихся эпоксидных композиций, используемых в качестве клеев, связующего для производства композиционных материалов. Эпоксидная композиция включает, по крайней мере, одну эпоксидную новолачную смолу, или эпоксидиановую смолу, или их смесь, ароматический аминный отвердитель и ускоритель отверждения, в качестве которого она содержит уретановый каучук литьевых марок СКУ ПФЛ. Изобретение позволяет снизить температуру отверждения композиции и ускорить процесс отверждения ее. 2 табл.
Изобретение относится к области эпоксидных композиций, в частности быстроотверждающихся эпоксидных композиций, используемых в качестве клеев, связующих для производства композиционных материалов. Изобретение может быть использовано в автомобильной, авиационной, аэрокосмической, электротехнической, строительной и других отраслях промышленности.
Известна эпоксидная композиция для клеевых, заливочных, герметизирующих и ремонтных составов, включающая эпоксидную диановую смолу, низкомолекулярный каучук, отвердитель полиэтиленполиамин, отличающаяся тем, что в качестве низкомолекулярного каучука содержит форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-100 с массовой долей изоцианатных групп в пределах 5,3-6,4% и дополнительно пластификатор ЭДОС, представляющий собой смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, а также наноматериал углеродного типа - фуллерены C2n, где n - не менее 30, или их смеси при следующем содержании компонентов, мас.ч.: эпоксидная диановая смола -100, низкомолекулярный каучук - 3.5-15, пластификатор - 1.2-8.0, наноматериал - 0.15-1.5, полиэтиленполиамин - 13.5-26.5. Недостатком данной композиции является низкая жизнеспособность при комнатной температуре (Пат. РФ 2386655, МПК4 C09J 163/02, С09К 3/10, C08L 63/02, опубл. 20.04.2010).
Известна клеевая композиция, отверждающаяся в пресной и морской воде, включающая эпоксидную смолу - продукт взаимодействия эпоксидных - диановой (I) и алифатической (II) смол с изоцианатсодержащим (III) соединением, при соотношении 1:11:111 от 100:20:5 до 100:80:50, каучук с кремний- или изоцианатсодержащими функциональными группами, пластификатор - гликоли, полиолы и/или простые и сложные эфиры, минеральный наполнитель, аминный отвердитель - смесь алифатических и ароматических аминов. Недостатком данной композиции является низкая жизнеспособность при комнатной температуре (Пат. РФ 2247136, МПК4 C09J 163/02, C09J 175/00, опубл. 27.02.2005).
Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель, в качестве аминного отвердителя содержит анилиновый черный в сочетании с 10%-ным спиртовым раствором щелочи при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: эпоксидная диановая - 100, анилиновый черный - 35-50, 10%-ный спиртовый раствор щелочи - 1,42-4,27. Недостатком данной композиции является высокие температуры и длительность отверждения (А.с. СССР 854960, МПК3 C08L 63/02, C08G 59/50, опубл. 15.08.1981).
Известна полимерная композиция для покрытий печатных плат, включающая эпоксидную диановую смолу, органический растворитель и отвердитель - полиэтиленполиамин, дополнительно содержит этилендиамин и краситель фталоцианиновый зеленый при следующем соотношении компонентов, вес.%: эпоксидная диановая смола - 57,0-83,0, полиэтиленполиамин - 4,0-15,0, этилендиамин 3,0-10,0. Недостатками композиции являются низкая жизнеспособность композиции при комнатной температуре и низкая теплостойкость полимера (А.с. СССР 927832, МПК3 C08L 63/02, C08G 59/50, C08J 5/10, опубл. 15.05.82).
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является эпоксидная композиция для формования стеклопластиков, включающая диглицидиловый тиоэфир дифенилсульфид-4,4-дитиола, ароматический аминный отвердитель и дивиниловый эфир 1,2-циклогександиондиоксима при следующем соотношении компонентов, масс.ч: диглицидиловый тиоэфир дифенилсульфид-4,4-дитиола - 100, ароматический аминный отвердитель 15-60, дивиниловый эфир 1,2-циклогександиондиоксима - 8-15. Недостатком данной композиции является высокая продолжительность отверждения (А.с. СССР 1481244, МПК4 C08L 63/00, опубл. 23.05.89).
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в понижении температуры отверждения, ускорении процесса отверждения.
Технический результат достигается тем, что эпоксидная композиция включает, по крайней мере, одну эпоксиноволачную смолу, или эпоксидиановую смолу, или их смесь, ароматический аминный отвердитель, уретановый каучук литьевых марок СКУ ПФЛ в качестве ускорителя отверждения при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
| эпоксиноволачная смола или | |
| эпоксидиановая смола или их смесь | 100 |
| ароматический аминный отвердитель | 24-35 |
| уретановый каучук литьевых марок | |
| СКУ ПФЛ | 2.0-8.0 |
В таблице 1 приведены примеры составов предлагаемых композиций. В таблице 2 представлены свойства композиций по примерам, определенные по результатам испытания композиций и полимеров на их основе.
При содержании катализатора менее 2 мас.ч. не достигается необходимое снижение температуры отверждения и сокращение продолжительности отверждения. При содержании катализатора в количестве более 8.0 мас.ч. ухудшается теплостойкость полимера.
В качестве катализаторов отверждения эпоксидных смол ароматическими аминными отвердителями выбраны уретановые каучуки литьевых марок (СКУ ПФЛ), находящиеся в жидком состоянии и потому хорошо совмещающиеся в выбранном концентрационном диапазоне с эпоксиаминной композицией.
Отверждение композиции проводят в зависимости от отвердителя при температуре 80-100°С в течение 6.5-0.5 ч.
Жизнеспособность композиций при 20°С определяли по изменению вязкости. Температуру стеклования определяли термомеханическим методом.
Как видно из таблиц 1 и 2, предлагаемая композиция (примеры 6,7,9-17) имеет по сравнению с прототипом более короткие времена отверждения при 100°С и возможность снижения температуры отверждения до 80°С. По сравнению с аналогами предлагаемая композиция имеет более высокую жизнеспособность и температуру стеклования.
Сокращения:
ДЭГ-1 - глицидиловый эфир триэтиленгликоля
МДЭДАБ - 1-метил-3,5-диэтил-2,6-диаминобензол
ДАДФО - 4,4'-диаминодифенилоксид
ДАДФС - 4,4'-диаминодифенилсульфон
МФДА - метафенилендиамин
ПЭПА - полиэтиленполиамин
Д-304 - хлорированный амин 304
Эпоксидная композиция, включающая, по крайней мере, одну эпоксиноволачную смолу, или эпоксидиановую смолу, или их смесь, ароматический аминный отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве ускорителя отверждения содержит уретановый каучук литьевых марок СКУ ПФЛ при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
| эпоксиноволачная смола или | |
| эпоксидиановая смола или их смесь | 100 |
| ароматический аминный отвердитель | 24-35 |
| уретановый каучук литьевых марок | |
| СКУ ПФЛ | 2,0-8,0 |
