Композиция для получения пенопласта
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Рвслублик (1)825556 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080579 (21) 2762987/23-05 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет
Опубликовано 30.0481, Бюллетень М16
Дата опубликования описания 300481 5 ) М гл 3
С 08 J 9/04
С 08 L 63/02
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытии (53) УДК 678.643-405 .8(088.8) (72) Авторы изобретения
Э.A.Âàñèëüåâà, В.К.Толстов, В.Н.Демин, В.В.Новожилова, P.И.Козлова, В.A Ñåðãååâà, Г.Г.Демин, В.Д.Валгин, P,Ï.Øóëüãà и B.Ñ.Ëåáåäåâ!
Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА
Изобретение относится к созданию . композиций для получения высокомолекулярных соединений, например получение вспененных полимеров, в частности эпоксидных пенопластов, применяемых в авиационной, радио-, электротехнической, строительной и других областях техники.
Известна композиция для получения пенопласта, включающая эпоксидную диановую смолу, алифатический полиамин, полигдиросилоксан и пенорегулятор (1).
Однако пенопласты на этой основе хрупки, нх нельзя применять при боль- 1 ших вибрационных нагрузках.
Введением олигодиендиэпоксида и эпоксидноанилиновой смолы в данную композицию удается повысить эластические свойства пенопласта, но при этом 2О заметно ухудшаются прочностные свойства пенопласта (при кажущейся плотности пеноматериала 0,31-0,47 г/см 9 предел прочности при растяжении при
20 С составляет всего 2,0-2,8 кг/см ) .М.
В последнее время большой интерес представляют композиции для пенопласта, включающие эпоксидные смолы и комплексы трехфтористого бора (3).
Однако вследствие ускоряющего действия бора эта система крайне реакционноспособна, н из-за высокого экзо термического эффекта трудно управлять процессом вспенивания и отверждения.
Наиболее близкая по технической сущности к предлагаемому является композиция для получения пенопласта, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель, фреон, поверхностно-активное вещество и наполнитель.
Эта композиция легко перерабатывается с помощью литьевых машин 14).
Однако полученный на ее основе пенопласт хрупкий, с малой адгезией к стеклу, в том числе к полированному, а также содержит участки внутренних напряжений на границе стекло-пенопласт.
Цель изобретения — повышение адгеэиц к стеклу и повышение предела. прочности при растяжении получаемого на ее основе пенопласта.
Указанная цель достигается тем, что известная композиция для получения пенопласта, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель, фреон и поверхностно-активное вещество и наполнитель дополнительно содержит триглицидиловый эфир полиоксипропи825556
О, 2-5,0.лентрно;а и 3-аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:
Эпоксидная диановая смола 100
Отвердитель 12,0-20,0
Фреон 5,0-15,0
Поверхностно-активное вещество
Триглицидиловый,эфир полиоксипропилентрио о ла 10,0-30,0
3-аминопропилтриэтоксисилан 0,5-2,0
Иаполнитель 5,0-20,0
В предлагаемом изобретении в качестве эпоксидной смолы могут быть использованы различные диановые смолы типа ЭД-16, ЭД-14, ЭДП и другие.
В качестве отвердителей могут быть использованы различные алифатические амины-диэтилентриамин, триэти- 20 лентетрамин, полиэтиленполиамины и другие амины.
При количестве аминч меньше
12 вес.ч. происходит недоотверждение пенопласта и,следователь, ухудшаются его свойства. При применении амина в количестве больше 20 вес.ч. в композиции остаются непрореагировавшие аминогруппы, что также ведет к ухудшению свойств материала.
В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы различные соединения, например сополимер окиси этилена и окиси пропилена типа лапрола 5003-2-Б10.
Применение поверхностно-активного вещества менее 0,2 вес.ч. получается пеноматериал неравномерной крупноячеистой структуры. В то же время применение поверхностно-активного вещест ва более 5 вес. ч. не влияет на.струк-40 туру пеноматериала, но существенно влияет на его свойства — повышается температура размягчения, снижаются прочностные характеристики и увеличиваются водо- и влагопоглощение. 45
В качестве наполнителя могут быть использованы тальк, двуокись кремния, аэросил и т.д. Наполнитель в предлагаемой композиции играет роль "нуклеирующего" агента и влияет на стРук- 50 туру пенопласта, позволяет устранить раковины внутри образца. Применять наполнитель в количестве свьппе 20 вес. ч. нецелесообразно из-за повышения вязкости исходной композиции, что создает трудности при переработке композиции на машине, а применение менеЬ 5,0 вес. ч. не дает эффекта
"нуклеирования".
В качестве вспенивающего агента могут быть использованы как фреоны фО с Т„„,. 0 С, так с Т„ип. <О С, например фреон 12. Фреон вводят в количестве 5-15 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы. Вспенивание композиции с фреоном, в количестве менее 5 вес. ч. 65 нецелесообразно из-эа значительной вязкости исходной композиции и из-эа большой кажущейся плотности получаемого пенопласта, а вспениванне с фреоном, в количестве более 15 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы приводит к получению пенопласта с крупноячеистой структурой. . Триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола (лапроксид) берут в количестве, необходимом для разбавления композиции и снижения хрупкости готового пенопласта. Это количество составляет 10-30 вес. ч. При увеличении содержания в композиции лапроксида свыше 30 вес. ч. значительно падает температура размягчения пенопласта и наблюдается замедление реакции отверждения, что приводит к ухудшению структуры пеноматериала. При уменьшении количества лапроксида ниже 10 вес. ч. не достигается желаемого положительного эффекта.
В качестве апретирующей добавки берут 3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9) в количестве 0,5-2,0 вес. ч. на 100 вес. ч. Навеска АГМ-9 свыше
2 вес. ч. ухудшает структуру пенопласта, выступая как пеногаситель, а навеска в количестве менее 0,5 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы не дает улучшения адгеэии пенопласта к стеклу, в том числе и к полированному.
В композицию можно также вводить различные модифицирующие агенты, например 2,4-толуилендииэоцианат, с целью улучшения структуры пенопласта и повышения стабильности пены.
Композицию по предлагаемому изобретению готовят следующим образом.
В эпоксидную диановую смолу, нагретую до 40-50 С, вводят лапроксид, поверхностно-активное вещество, вспенивающий агент, наполнитель. Компоненты перемешивают 5-20 мин в емкости заливочной .машины и доэировочным насосом полученную смесь подают в смесительное устройство (головку) прямоточного действия, одновременно подают и отвердитель с добавкой продукта А1М-9. Время смешивания компонентов в смесительной головке составляет менее секунды.
Из смесительной головки композицию в виде жидкой пены подают в формы любой конфигурации. Отверждение пенопласта проводят при ступенчатом нагревании при 60-80" С в течение 4-5 ч.
В результате получается пенопласт со следующими физико-механическими свойствами:
Кажущаяся плотность, г/см Оф25-0,35
Предел прочности при сжатии, кг/м 35-60
Удельная ударная вязкость, кг см/см 2 1,1-1,6
Предел прочности прирастяжении, кг/см 49-65
825556
100,0
20,0
0,2
20,0
15,0
30i0
2,0
100,0
15,0
4,0
15,0
Величина адгезин к полированному стеклу (по равномерному отрыву), кг/см 9-11
Пример 1. Готовят композицию следующего состава, вес. ч.:
Эпоксидная диановая смола 1ОО,О
Полиэтиленполиамин 12,0
Выравниватель "А" 5,0
Тальк 10,0
Фреон-12 5,0
Триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола (лапроксид) 10,0
3-аминопропилтриэтоксисилан (АГМ-9) 0,5
Полученный из этой композиции пенопласт с кажущейся плотностью 0,35 г/см имеет предел прочности при сжатии 59 кг/см., предел прочности при растяжении - 50 кг/см, удель- ную ударную вязкость — 1,3 кг см/см величину адгезии к полированному стеклу — 9,5 кг/см
Пример 2. Готовят композицию следующего состава, вес. ч.:
Эпоксидная диановая смола
Полиэтиленполиамин
Лапрол 5003-2Б-10
Тальк.
Фреон-12
Лапроксид
АГМ-9
2,4-толуилендиизоцианат 3,0
Полученный из этой композиции пенопласт с кажущейся плотностью 0,31 г/см имеет предел прочности при сжатии 49,6 кг/см, предел прочносй ти при растяжении — 55 кг/см, величину адгеэии к полированному стек лу — 10,9 кг/см
Пример 3. Готовят композицию следующего состава, вес. ч.:
Эпоксидная диановая смола
Диэтилентриамин
Выравниватель "A"
Тальк
0i31
30,0
Фреон-12 12,0
Лапроксид 20,0
АГМ-9 1i0
Полученный иэ этой композиции пенопласт с кажущейся плотностью
0,32 г/см имеет предел прочности прн сжатии 53,1 кг/см предел прочности при растяжении 49,8 кг/см величину адгезии к полированному стеклу 10,8 кг/см
Пример 4. Готовят композицию следующего состава, вес. ч.:
Эпоксидная диановая смола 100,0
Полиэтиленполиамин 16,0
Лапрол 5003-2Б-10 0,4
Тальк 5,0
Фреон-12 10,0
Лапроксид 15,0
АГМ-9 0,5 . Полученный иэ этой композиции пе20 нопласт с кажущейся плотностью 0,307 г/см имеет предел прочности при сжаЭ тии 56, О кг/см, предел прочности при растяжении — 51 кг/см, величину адгезии к полированному стеклу - 11,025 кг/см .
Пример 5. (Соответственно известному). Готовят композицию следующего состава, вес. ч.:
Эпоксидная диановая
30 100,0
Полиэтиленполиамин 12,0
Выравниватель "A" 4,0
2,4-толуилендиизоцианат 5,0
Фреон-12 7,0
Физико-механические свойства полученного пенопласта;
Кажущаяся плотность, r/cM
Предел прочности при
40 Сжатии, кг/см 57,0
Предел прочности при растяжении, кг/см
Адгезия к полированному стеклу, кг/см + 6,8
45 В таблице приведены физико-механические свойства пенопластов, полученных на основе известной и предлагаемой композиции.
825556
I I
М
Ф х
1- о
1 ф
Ф
1
% 1
Р с ь г î а>
nfl M с
1О
Ю Ю
Г с с
СО 1О
1 °
Ю
С«) с
Ю
1О %-!
IA О Ъ -!
М I
Х 1
«1 1 х
Я !!! о у 1 Е о e
Х I
i М
К д! I Ц х
I Х
o х о
1 !!) И
СЧ
Р1 с
C) 00
Ю
Ю с-! О
CO с
Ю с-!
% с
РЪ л т-Ч Ю (") с
Ch
Ю сГ
Ch
Ю
%-1
ill
M с
C) со ь ж й) LA с
ОЪ в R ФО
Z 0 о *ms х хом х III dB ю mmv
m ohio о а а х н а хром » х цоа о ц о ц о earn:-
М o m х х а — е !
Р а хцх Ф
Х Х М Н Ь
m шло х ока ж1."аи х о
«» Й аФЮ
О 1: Ф а! зх Виэ !!
Ц Ф $ III $ +
iv cava x с х х н (б
1
Е о
1 4
C н
Щ а х н о, о
О О
0 ай с х (б о
05, 1
И о х
III
И
63
1- о
Я о
1 ——
1
1 сЪ i
I
1--4
1!
Сс! !
I !
l с
A а и о х х н н о о о
1 х
И о к а о и !
I! ЦЮ
K цо ф 4 Сй Х
МЪ ь с
Ch (О с
1Л н
Оъ о ! с
2 а н о
R а
Ф
Е о а о
3
Ф
ы о
825556
0,2-5,0
0,5-2,0
5,0-20,0
Формула изобретения
Составитель С.Пурина
Редактор Н.Кузнецова Техред A.À÷ Корректор Н.Швыдкая
Заказ 2560/81 Тираж 530 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Как видно иэ таблицы, величина адгезии к полированному стеклу значительно превышает ту же величину у известного пенопласта, а после выдерживания образцов в камере влажности особенно заметно преимущество пенопластов, полученных по предлагаемой композиции. Если на некоторых образцах и заметно снижение величины адгезии, то незначительно, а известные пенопласты полностью теряют адгеэию уже через 1 сутки.
Кроме того, из данных таблицы видно, что у пенопласта, полученного на основе предлагаемой композиции, повышается предел прочности при растяжении.
Следует отметить также, что вязкость предлагаемой композиции в 22,5 раза выше вязкости известной композиции, т.е. предлагаемая композиция более технологична при переработке на заливочных машинах.
Композиция для получения пенопласта, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель, фреон, поверхностно-активное вещество и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения адгезии к стеклу и повышения предела прочности при растяжении получаемого на ее основе пенопласта, она дополнительно содер5 жит триглицидиловый эфир полиоксипро-, пилентриола и 3-аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:
Эпоксидная диановая смола 100,0
Отвердитель 12,0-20,0
Фреон 5,0"15,0
Поверхностно-активное вещество
Триглицидиловый эфир
15 полиоксипропилентриола 10,0-30,0
3-аминопропилтриэтоксисилан
Наполнитель
20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 234666, кл. С 08 J 9/10, 1963.
2. Авторское свидетельство СССР
9 08 J 9/02, 1975.
3. Патент США 9 3941725, кл. 260-2.5, опублик. 1978.
4. Авторское свидетельство СССР
М 355198, кл. С 08 L 6 3/02 (прототип).