Эпоксидная композиция

 

Союз Советских

Социалистических

Респубиик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»852914

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 2012.79 (21) 2856356/23-05 (51) PA. 1(д.э с присоединением заявки Ио—

С 08 L 63/02

С 08 G 59/50//

С 09 J 3/16

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070881. Бюллетень йо 29 (53) УДК 678.686 (088.8) Дата опубликования описания 070881

В.Г.Каркозов, И.Я.Квитко, A.Ô,Hèêoëàåâ, A.Â..Åëüöîâ, Л.И.Яковлева, Т.Г.Шавва и Д.Н.Дворников (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени технологический институт им. Лен сов ет а (71) Заявитель (5 4 ) ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Цель изобретения состоит в повыаении жизнеспособности композиции на холоде и увеличении теплостойкости отвержденных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что эпоксидная композиция, включающая эпоксидную диановую . смолу и отвердитель — ароматический диамин, в качестве ароматического диамина содержит 5-амино-2-(и-аминофенол)-бензоксазол в количестве

10-ЗОВ от веса. композиции.

Известно также, что для повышения 20 теплостойкости в качестве отвердителя используют 4,4-диаминодифенилсульфон (157-175 С по Мартенсу) (21.

Однако и в этом случае жизнеспо-. собность невелика, а теплостойкость недостаточна. Кроме этого, 4,4-диаминодифенилсульфон требует длительного высокотемпературного режима отверждения (24 ч при 120оC и 4-8 ч при

1.75-200оС). 30

Изобретение отнесится к области получения композиций на основе эпоксидных смол, которые могут быть использованы в качестве заливочных и пропиточных составов, пресс-KQMIIQ зиций, а также клеев, способных работать при повышенных температурах (до 250о С) .

Известна эпоксидная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу и отвердитель — ароматический диамин, например 4,4-диаминодифенилметан (ДЦМ) $1j, Недостатком известной композиции является низкая жизнеспособность (20 ч при 23 С и 30 мин при 100оС) и невысокая теплостойкость (122-135 С о по Мартенсу ) .

Наиболее близким из известных решений к изобретению является эпоксид- ная композиция, содержащая эпоксидную диановую смолу и ароматический аминный отвердитель — м-фенилендиамин (МФДА) (11 .

Для этой композиции характерны те же самые недостатки: низкая жизнеспособность и невысокая теплостойкость. Кроме этого, МФДА имеет высокую летучесть. Попытки уменьшить летучесть путем модификации МФДА, например, кислотами (салициловой, акриловой) приводят к снижению теплостойкости.

852914

5-АМННо-2-(и-аминофенил)-бензоксазол (АФБО) имеет формулу

АФБО представляет собой кристаллическое вещество от белого до светлокоричневого цвета с т.пл. 228-232вС, хорошо растворяющееся при комнатной температуре в диметилформамиде, диметилацетамиде,. пиридине, а при нагревании — в спиртах, толуоле, бензоле, хлороформе. АФБО рекомендуется вводить в измельченном виде в нагретую до 140 С эпоксидную смолу.

При 1400С АФБО хорошо растворяется в эпоксидной смоле, что позволяет получать прозрачные заливочные компаунды. Жизнеспособность 0,1 кг композиции при 140оС составляет 60 мин. С 20 целью увеличения жизнеспособности композицию после совмещения следует охладить до комнатной температуры. При этом жизнеспособность композиции на основе смолы ЭД-16 составляет 3-5 сут.25

Предлагаемая композиция обладает длительной жизнеспособностью, а в отвержденном состоянии высокой теплостойкостью (температура размягчения по Вика 250 С, т.е. достигает практи- go чески предельного для эпоксидно-диановых полимеров значения) и хорошей термостабильностью. Так,потеря в весе 10% по данным дифференциально-термического анализа (ДТА) в атмосфере воздуха наблюдается при 330ОС, а

20% --при 380оС. Разрушающее напряжение при сдвиге клеевых соединений на стали Ст. 3 отвержденных композиций, Показатель при режиме отверждения, С вЂ” ч о

Фи зико-химические свойства

VI

180-8 180-6 140-10 180-6 40-10 180-6 j 180-6

100-4

118

130 122 146

130

129 145

132

100

110 120 130

250 250 .250

128 88

100

190

144 200

128

200 193 200

152 228

152

5-6 6-7

97 98

8-10

16,4 3-4

2-3

2-3

23,1 25,8 19,3

20,9 25,0 18 7

23,7

25,0

20 15,0

17,0 15,7

+,110 С

Показатели даны для смолы ЭД-20.

Разрушающее напряжение при сжатии, МПа

Разрушающее напряжение 105 при изгибе, МПа

Температура размягчения, по Вика, С

Теплостойкость по Мартен- 122 су, оС

Твердость по Бринеллю, МПа

Ударная вязкость, кДж/мм 14,8

Содержание гель-фракции,Ъ

Разрушающее напряжение при сдвиге на Ст.3, МПа, при температуре испытания

+23оС содержащих 20 мас.% АФБО в эпоксидной смоле ЭД-16, при 180 С в течение

6 ч достигает 25 МПа при 23оС и не изменяется при температуре испытания 110оС:

Пример 1.: Эпоксидную смолу

ЭД-16 нагревают до 140оС, вводят

10 мас.% измельченного 5-амино-2— {n-аминофенил)-бензоксазола (АФБО) и перемешивают до получения однородной.массы. Затем композицию заливают в предварительно обработанную антиадгезивом форму и отверждают в термошкафу при 140оС в течение 10 ч.

Пример 2. Получение композиции на основе ЭС ЭД-16 проводят, как указано в примере 1. АФБО вводят в количестве 10 мас.% к эпоксидной смоле. Отверждение ее проводят .при

180 С в течение 6 ч.

II р и м е р 3. Композицию, содержащую 20 мас.Ъ отв ррдителя АФБО к эпоксидной смоле ЭД-16, полученную аналогично изложенному в примере 1, отверждают при 140 С в течение 10 ч.

Пример 4. Композицию, содержащую 20 мас.% отвердителя АФБО к эпоксидной смоле ЭД-16, полученную аналогично примеру 1, отверждают при

1800С в течение 6 ч.

Пример 5. Композицию, содержащую 30 мас.Ъ АФБО, полученную аналогично примеру 1, отверждают при

180оС в течение 6 ч.

Свойства отвержденных композиций

1 - Vl, содержащих мас.Ъ: I — 0,63.

ДДМ, II — 0,15 МДФА (стехиометрические коэффициенты), III — 10 .МФДА, I V — 1 0 МФДА, V — 2 0 АФБО, V I — 30 АФБО приведены в таблице.

852914

Формула изобретения

Составитель A. Акимов

Техред Ж. Кастелевич Корректор g. Билак

Редактор Н. Потапова

Заказ 5588/3 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Пример 6. Клеевые композиции, содержащие, 10, 20, 30 мас.Ъ АФБО, готовят аналогично изложенному в при мере 1,наносят на зашкуренные и обезжиренные ацетоном образцы в виде пластин 60х20х2 мм из стали Ст.3. 5

Склеиваемые поверхности соединяют внахлест (площадь нахлеста 300 мм ) и,создают с помощью соответствующего приспособления давления Р„, 0,1 — 0,3 МПа. Отверждают образцы по 2 режимам: при 140оC в течение

10 ч, при 180оC в течение 6 ч.

В таблице для сравнения приведены свойства смолы ЭД-16, отвержденной расчетным количеством МФДА (10 мас.%) и литературные данные по свойствам смолы ЭД-20, отвержденной ДДМ и МФДА.

Таким образом, полученная композиция, пригодная для получения эаливочных .компаундов и клеев, обладает повышенной теплостойкостью 2ц (250 С по Вика) и значительно превосходит по жизнеспособности на холоду (в 12 раз) известные композиции.

Физико-механические свойства композиции остаются на уровне с аналогичными свойствами известных составов.

Эпоксидная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу и отвердитель — ароматический диамин, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения жизнеспособности на холоде и теплостойкости отвержденной композиции, в качестве ароматического диамина она содержит 5-амино-2-(и-аминофенол)-бензоксазол в количестве

10.-30% от веса композиции.

Нсточники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по пластическим массам. Под ред. В.M.Kàòàåâà и др.

Т.2, М., "Химия", 1975, с. 224 (про тотип).

2. Ли Х., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам, М., "Энергия", 1973, с. 95.