Способ получения полимерной композиции

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п720004

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 040478 (21) 2Ъ99578/23-05 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 050380. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 050380 (51)м, КЛ.2

С 08 Т 3/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.664 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.Б. Тростянская, П.Г.Бабаевский и С.Г.Кулик

Московский авиационный технологический институт им. К.З.Циолковского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ

Изобретение относится к области получения отверждающихся полимерполимерных композиций, обладающих в отвержденном состоянии гетерогенной структурой (эластичный полимер диспергирован в виде второй фазы в густосетчатом отв ержденном полимере) и повышенной устойчивостью к образованию и росту трещин.

Такие композиции могут быть ис —, пользованы в качестве связующих композиционных материалов и пластиков конструкционного назначения, клеев, герметик ев, заливоч ных компаундов .

Известен способ получения отверждающихся полимерных композиций путем введения в термореак тивную смолу небольшого количества (до 10-15 вес.Ъ) низкомолекулярного жидкого каучука с концевыми функциональными группами, который на начальной стадии растворим в смоле, а в процессе отверждения образует эластичную дисперсную фазу (1), Основньм недостатком этого способа является невоспроизводимость структуры и свойств отвержденных композиций, обусловленная вариабельностью состава и свойств фаз и фазовой морфологии, являющейся следст30 вием того, что процесс разделения фаз в таких системах зависит от соотношения компонентов, температуры отверждения, вязкости, природы отвердителя, относительной концентрации и реакционной способности функциональных групп смолы и каучука.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения отверждающейся полимерной композиции путем диспергирования частиц эластомера в неотвержденной термореактивной смоле (2), Согласно этому способу в термореактивную смолу вводЪт

5-10 вес.В латекса каучука, содержащего карбоксильные группы, смесь интенсивно перемешивают, в вакууме удаляют воду и получают композицию с диспергированными частицами эластомера. Основным недостатком этого способа является нестабильность получаемых композиций, обусловленная набуханием и в дальнейшем полныч растворением латексных частиц в смоле.

Кроме того, получаемые согласно этому способу композиции имеют высокую вязкость, а введение растворителей с целью снижения вязкости композиций ускоряет процессы набуха—

7 20004 ния латексных частиц и расслаин ание композиций. Низкие механические свойства каучука в латексе обусловливают резкое снижение жесткости и статической прочноcòè отвержденных композиций, полученных по этому способу.

Цель изобретения. — увеличение стабильности композиции и повышение устойчивости к растрескинанию получаемого на ее основе конечного продукта при сохранении его жесткос)Î ти и теплостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что в начале в неотнержденную термореактивную смолу вводят 1

30 вес.Ъ в расчете на смолу соединения с активным атомом водорода, эа- >5 тем нагревают до 70-90 С, вводят изацианатный компонент при соотношении ОН/NCO — групп, равном 1/1 -2„ с последующим диспергированием н . ечение 5-10 ч . С целью снижения нязкости композиции неотнержденную термореактивную смолу берут в виде растнора н инертном или активном растворителе.

Стабилизация композиции достигается за счет частичного присоединения олигомеров смолы к частицам эластомера. Для дополнительной стабилизации можно вводить небольшое количество (до 0,1Ъ) поверхностно-активо†вых веществ типа КЭП.

Композиции, полученные по данному способу, хорошо разбавляются традиционными для выбранной смолы растворителями сохраняя высокую стаб.ильI

35 ность, и отверждаются с использованием отвердителей и режимон, тради— ционных для выбранной термореактин— ной смолы.

Пример 1. К 98,9 нес.Ъ эпок— сидной смолы на основе дифенилолпро- 40 пана и эпихлоргидрина — ЭД-20 (няз— кость при 25 С .150 пз, содержание эпок сидных групп 2 2 Ъ ), предва ри тельно высушенной в вакууме над осуши— телем при 80 — 100 С, добанляют

41

1 нес. Ъ жидкого бутадиеноного каучука с концевыми карбоксиль ными группами (молекулярная масса 3000, ЪСООН вЂ” 2,9) и после совмещения компонентон при

90 С при интенсивном перемешинании о вводят О, 1 нес. Ъ толуилендииэоцианата, Перемешивание продолжают в течение

10 ч до образования стабильной дисперсии частиц полиуретанавого эластомера в эпоксидной смоле, Композиция имеет вязкость 160 пз при 25 С, жизнеспособность не менее 6 месяцев, и разбавляется спирто-ацетоновой смесью с сохранением стабильности„

Полученная композиция отн ерждается любым отвердителем эпоксидной gQ смолы, например, композипия, гтвержденная эквимолекулярным количеством ароматического диамина — метафенилендиамина по ступенчатому режиму: 20 С вЂ” 2 4 ч; 80, 140 и 1.80 C по 2 ч, имеет модуль упругости при

1 растяжении ?80 кг/мм, разрушающее напряжение при растяжении 7,5 кг/мм удельную ударную вязкость 21,3 кг. °

2 см/см и поверхностную энергию раз— рушения 4„2.10 эрг/ñì- по сравнению с 320 кг/мм, 9 6 кг/мм, 7,2 кг ° см/см и 1,23 1 0 эрг/см, соответст1 венно, для эпоксидной смолы ЭД-20, атвержденной метафенилендиамином и 230 кг/ м, 3,6 кг/мм, 8,5 кг

2 2 см/см и 1,7 10 эрг/см, соответ>- 2 стненно, для эпоксидной смолы ЭД-20, модифицированной 10 вес.Ъ жидкого бутадиен-акрилонитрильного каучука с концевыми карбоксильными группами (м, 4700, АН 18,2Ъ, СООН 1,8Ъ) и отвержденной метафенилендиамином.

Пример 2. К 78,41 нес.Ъ

ЭД-20 добавляют ?О нес.Ъ простого олигоэфира-политетраметиленгликоля (полифурита) с молекулярной массой

1000 и содержанием гидроксильных групп и 3, 43 Ъ и после совмещения компонентов при 80 С и интенсивном перемешинании вводят 1, 58 вес. Ъ гексаметилендиизоцианата и 0,01Ъ дибутилолоно дилаурата. Перемешивание продолжают в течение 5 ч, Композиция имеет вязкость 170 пз, жизнеспособность не менее 1 года, разбавляется спирто-ацетоновой смесью с сохранением стабильности.

После отверждения композиции экнимолекулярным количеством метафенилендиамина она имеет модуль упругости при растяжении 260 кг/мм, разрушаю2 щее напряжение при растяжении

6,95 кг/мм, удельную ударную нязкость 19, 4 кг ° см/см и поверхностную энергию разрушения 26, 5 10 эрг/см

Пример 3. К 65 вес ° Ъ ЭД-20 добавляют 30 нес. Ъ простого олигоэфирасополимера тетрагидрофурана с окисью пропилена (молекулярная масса 2000, содер>канне окиси пропилена 18,35Ъ, содержание гидроксильных групп — 1,6Ъ) и после совмещения компонентов при

80 С и при интенсивном перемешинании вводят 4,99 нес. Ъ толуилендиизоцианата и 0,01 нес.Ъ дибутилолово дилаурата. Перемешинание продолжают 6 ч.

Композиция имеет вязкость 170 пз при 25оС, жизнеспособность не менее

1 года и разбанляется спирто-ацетононой смесью, отверждается любым отвердителем эпоксидной смолы.

Композиция после отверждения экнимолекулярным количеством метафенилендиамина имеет модуль упругости при растяжении 300 кг/мм, разрушающее

2 напряжение при растяжении б, 5 кг/мм удельную ударную вязкость 20,5 кг ° см/см „пов ерх нос тную энергию разру1 щения 7, 9 10 эрг/см

Пример 4. К 36,93 вес.Ъдиметакрилата триэтиленгликоля добавляют 10 вес. Ъ полифурата, 0,01 нес. Ъ поверхностно-активного вещества

720004

Формула изобретения

Составитель С.Кулик

ТехреД М Петко Корректор Г.Назарова

Редактор Л.Белявская

Заказ 10157/18 Тираж 549 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

КЭП-2 и после совмещения компонентов при 70 С и при интенсивном перемешивании вводят 1,73 вес.% толуилендииэоцианата, 1,33 вес,% триметилолпропана и 0,01 вес.% каприлата двухвалентного олова. Перемешивание продолжают 6 ч до образования стабильной дисперсии полиуретанового эластомера в активном растворителе — диметакрилате триэтиленгликоля. В полученной дисперсии растворяют 4 вес.% перекиси бензоила, 46 вес.% полиэфирмалеината (вязкость при 20 С

500 спз) и после совмещения компонентов смесь отверждают по ступенчатому режиму: 20 C — 24 ч, 100 С

4 ч, 120 С вЂ” 4 ч. Полученная компоО 15 эиция после отверждения имеет модул1), упругости при растяжении 290 кг/мм, разрушающее напряжение при растяжении 4,5 кг/мм, поверхностную энергию разрушения 15 10 эрг/см по сравнению с 295 кг/мм, 4,6 кг/мм и

0,9 ° 104 эрг/см, соответственно, для полиэфирной композиции, не содержащей полиуретанового эластомера.

Данное изобретение может быть использовано для получения связующих композиционных материалов, клеев, герметиков, заливочных ксмпаундов и т.д., обладающих повышенной устойчивостью к растрескиванию при дейст- ЗО вии механических, усадочных,,химических или термических напряжений, напряжений набухания и т.п.

1. Способ получения полимерной композиции путем диспергирования частиц эластомера в неотвержденной термореативной смоле, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения стабильности композиции и повышения устойчивости к растрескиванию получаемого на ее основе конечного продукта при сохранении его жесткости и теплостойкости, в начале в неотвержденную термореактивную смолу вводят 1-30 вес.% в расчете на смолу соединения с активным атомом водорода, затем нагревают до 7090 С, вводят изоцианатный компонент при соотношении 0H/NCO-групп, равном 1/1-2, с последующим диспергированием в течение 5-10 ч.

2. СПособ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем,что, с целью снижения вязкости композиции, неотвержденную термореактивную смолу берут в виде раствора в инертном или активном растворителе.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 93966837, кл. 260-837, опублик. 29 ° 06.76.

2. А.Siehert, Е.Rowe, Proc.Annu, Тесh.Conf,Reinf.РIast,/Comp. Inst,, Soc.PIast. Ind, 29, 1-0, 1-4, 197 4 (прототип) .