Эпоксидная композиция

 

Использование: в качестве связующих для наполнения пластиков, защитных покрытий, герметиков. Сущность: эпоксидная композиция содержит: 100 мас.ч. эпоксидного олигомера и 32,5 - 39,5 мас.ч. полиоксиаминофениленсульфида приведенной формулы. Композицию готовят смешением эпоксидной смолы ЭД - 20 с отвердителем, нагревают до 85^oС, выдерживают 1 ч, затем заливают в форму и отверждают по следующему режиму: при 100^oС - 4 ч, при 140^oС - 4 ч, при 160^oС - 1 ч, при 180^oС - 1 ч. Отвердитель полиаминофениленсульфид получают взаимодействием анилина, фенола и элементарной серы при 180 - 190^oС в течение 16 - 18 ч с последующим нагреванием при 220^oС в течение 18 - 24 ч. Отвержденный материал на основе композиции обладает высокими показателями физико-механических свойств: ударная вязкость 3,75 - 4,6 кДж/м², твердость 19,3 - 23,6 кг/см², теплостойкость 175 - 179^oС. 1 табл.

Изобретение относится к получению полимерных материалов на основе эпоксидных соединений, которые используются в качестве связующего для наполненных пластиков, защитных покрытий и герметиков.

Известна эпоксидная композиция на основе эпоксидного олигомера ЭД-20 и 4,4-диаминодифенилсульфида. Отвержденный материал на основе этой композиции обладает тяплостойкостью по Мартенсу 120^оС и твердостью по Бринелю 16,8 кг/см².

Однако данный материал имеет низкую стойкость к циклическим термическим ударам, что приводит к резкому снижению прочностных свойств. Например, после 3-х циклов (от -50^оС до +50^оС) ударная проч- ность снижается в 4,3 раза, разрушающее напряжение при статическом изгибе в 3,5 раза. Без появления трещин на шестигранниках отвержденная композиция выдерживает не более двух циклов.

Наиболее близкой по технической сущности является эпоксидная композиция, включающая эпоксидный олигомер (марки ЭД-20) и полиаминофениленсульфид общей формулы: S (1) где Х 1-2, Y 8-22 при следующем соотношении компонентов, мас.ч. эпоксидиановый олигомер 100 полиаминофенилен- сульфид 28,6-43,4 [2] Отверждение композиции проводят по следующему режиму: 1 ч 70^оС, 1 ч при 85^оС, 4 ч при 100^оС, 4 ч при 140^оС, 1 ч при 160^оС, 1 ч при 180^оС.

Материал по известной композиции обладает сравнительно высокой теплостойкостью по Мартенсу 168-176^оС и твердостью по Бринелю 18,3-23,75 кг/см².

Недостатком является низкая стойкость отвержденной композиции к циклическому термоудару, заключающаяся в снижении прочностных показателей после трех циклов (от -50^оС, до +50^оС): ударная вязкость снижается в 2-2,1 раза, а разрушающее напряжение при статическом изгибе в 1,7-1,8 раза. Без появления трещин на шестигранниках отвержденная композиция выдерживает не более двух циклов.

Задачей настоящего изобретения является разработка эпоксидной композиции с повышенной стойкостью к термоудару при сохранении теплостойкости и твердости.

Поставленная задача решается тем, что эпоксидная композиция, включающая эпоксидиановый олигомер и полимерный ароматический аминный отвердитель, в качестве последнего содержит полиоксиаминофениленсульфид общей формулы: (2) где х 1,35-1,4, k:l 3-5:1, n 10-20 при следующем соотношении компонентов, композиции, мас. ч. эпоксидиановый олигомер 100 полиоксиаминофенилен- сульфид 32,5-39,5 В качестве эпоксидного олигомера в композиции используют эпоксидную смолу на основе эпихлоргидрина и диана марки ЭД-20 (ГОСТ 1058763).

В качестве отвердителя в композиции используют полиоксиаминофениленсульфид со степенью полимеризации 10-20, получаемый взаимодействием анилина, фенола и элементарной серы в инертной среде в массе при перемешивании в течение 16-18 часов при 180-190^оС и с последующим нагреванием при 220^оС 18-24 часа. Выход 8-85% от теоретического.

Строение полученного вещества доказано элементным анализом ЯМР 13С и ИК-спектрами.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р ы 1-7. Композицию готовят тщательным смешением эпоксидиановой смолы ЭД-20 с отвердителем полиоксиаминофениленсульфидом до получения однородной системы, далее помещают в блок, прогретый до 85^оС и выдерживают при указанной температуре в течение одного часа, затем заливают в форму и отверждают по следующему режиму: 4 ч при 100^оС, 4 ч при 140^оС, 1 ч при 160^оС, 1 ч при 180^оС.

Состав и свойства композиций приведены в таблице.

В примерах 1-3 использован полиаминофениленсульфид общей формулы (2), где K: l 5:1, n 20, молекулярной массы Mn 4920, в примере 4 полимер общей формулы (2), где K:l 4:1, Mn 3700, n 14, в примерах 5-7 полимер общей формулы (2), где K:l 3:1, Mn 2600, n 10. Полиаминофениленсульфид имеет сульфидность Х, равную 1,35-1,40.

Как видно из представленных экспериментальных данных, использование композиции по изобретению позволяет получить отвержденный материал, обладающий высокими физико-механическими показателями (ударная вязкость 3,75-4,6 кДж/м², твердость 19,3-23,6 кг/см², высокой теплостойкостью (175-179^оС) по Мартенсу) в сочетании с повышенной (в 2,5-3 раза) термоударостойкостью по сравнению с материалом на основе известной композиции.

Формула изобретения

ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая эпоксидиановый олигомер и полимерный ароматический аминный отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве полимерного ароматического аминного отвердителя она содержит полиоксиаминофениленсульфид общей формулы где x = 1,35 - 1,4;
K : e = 3 - 5 : 1;
n = 10 - 20,
при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.:
Эпоксидиановый олигомер - 100
Полиоксиаминофениленсульфид - 32,5 - 39,5

РИСУНКИ

Рисунок 1