Водостійка полімерна композиція

Пропонований винахід відноситься до полімерних композицій холодного затвердження, водо-, теплостійких, удароміцних, з підвищеною адгезією до різного роду субстратів (бетонів, металів, полімерів та ін.). Композиція призначається для використання в якості герметиків, клеїв, покриттів (в тому числі при виготовленні безпилових, безшовних покриттів для підлоги). Відомі клейові композиції [Каталог-справочник. Эпоксидные смолы и.материалы. - Черкассы: 1973, с.25] марок УП-5-171, УП-5-172 та ін. на основі епоксидної діанової смоли, олігоефірепоксидного блоколігомеру, наповнювачів та амінних затверджувачів мають підвищену адгезію до різноманітних матеріалів, водостійкі. їх суттєвим недоліком є низька теплостійкість (верхня температурна межа експлуатації не перевищує 60 °С). Клеї, які включають до складу епоксиднодіанові смоли, флексибілізатори, розріджувачі та аміни [А. С. СРСР №505670, кл. С08L63/00, 1976] водостійкі, технологічні, однак не теплостійкі (70°С) та неміцні (міцність при розтягуванні, sρ - 15МПа, модуль пружності, Ε - 0,30ГПа). Клеї [ТУ 6-05-241-411-85, А.С. СРСР №1206291, кл. С08L63/00, 1986], які містять продукти сополімеризації епоксиднодіанової смоли з карбоксилвміщуючим олігобу-тадієном, спецдодатки, аміни і наповнювачі, - високоміцні, ударо-, водостійкі. їх недоліком є понижена теплостійкість (80°С). Клейові композиції [Пат. РФ №2076130, 27.03.93, Бюл. №9; А.С. СССР №1571056, кл. С09J63/00,1990] на основі продуктів взаємодії епоксидної діанової смоли і низькомолекулярного карбоксильованого каучук у, амінного затверджувача, наповнювача і спецдодатку, які відрізняються підвищеними адгезійними и когезійними характеристиками, тепло-, водостійкістю. Але низька ударна в'язкість (5кДж/м 2) значно стримує їх використання у виробах конструкційного призначення. Найбільш близькою за складом і властивостями до композиції, яку заявляють, є водостійка полімерна композиція "Коутекс" [Пат. UA №33017, кл. С08L63/02, 15.02.2001, Бюл. №1,2001p.], що містить (в мас. ч.): Епоксиднодіанова смола -100 Епоксидна аліфатична смола - 5-30 Епоксидна смола "Оксилін" - 5-20 Затверджувач - 1-50 Прототип відрізняється підвищеною водостійкістю (зниження міцності при експозиції у водному середовищі протягом 30,90,120 діб складає всього 6-12% від вихідної). Суттєвим недоліком відомої композиції є понижені теплостійкість (sрв, tзсв при 100°С складають, відповідно, 6,10МПа); когезійна міцність (sρ до 24МПа, Ε-0,5ГПа) та ударна в'язкість (а до 17кДж/м 2). Задачею пропонованого винаходу є збільшення теплостійкості, когезійноі міцності і ударної в'язкості при збереженні водостійкості. Задала вирішується використанням у складі відомої композиції, яка містить епоксиднодіанову смолу, епоксидну аліфатичн у смолу в якості розріджувача, затверджувач і спеціальний додаток - тіокол з кінцевими епоксидними групами, молекулярною масою 1,0-1,8-103, вмістом епоксидних груп 3,7-6,8мас.%, омилюваним хлором 0,60-1,01мас.% при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: Епоксиднодіанова смола -100 Епоксидна аліфатична смола -10-30 - за Затверджувач стехіометрією Тіокол з кінцевими епоксидними групами -5-10 В якості епоксиднодіанової смоли можуть використовуватися смоли марок ЕД-16, ЕД-20 (ДСТУ 209392), аліфатичних епоксидних смол - смоли марок ДЕГ-1 (ТУ 6-051823-77), ТЕГ-1 (ТУ 6-051823-77) та ін.; затверджувана - амінні затверджувані типу УП-0633М (ТУ 6-05-1863-78), УП-583Д (ТУ 6-05-241-331-82), ПЕПА (ТУ 2413-357-00203447-99). Тіокол з вказаними характеристиками синтезований вперше за способом [А.М. Пакен. Эпоксидные соединения и эпоксидные смолы. - Л.: Госхимиздат, 1962. -964с] конденсацією з епіхлоргідрином полісульфідних каучуків з наступним дегідрохлоруванням хлоргідринових похідних, які утворилися. Методика одержання тіоколу описана в прикладах 1-3. Синтез тіоколу, який використовується, здійснюється за наступною схемою: Приклад 1. Суміш 500г тіоколу (ГОСТ 12812-80) з вмістом меркаптогруп (% SH) 3,0% і середньочисловою молекулярною масою 900; 925г (10,0 молів) епіхлоргідрину (ЕХГ) і 5г хлористого тетраметиламонію витримують при перемішуванні при наступних умовах (°С/год): 50*55/1+65-5-70/1+7580/2+100+105/3. Хлоргідринові похідні, які утворилися, дегідрохлорують кристалічним їдким натром (60г) при температурі 50+60°С. Режим дозування лугу: 10¸12-ма рівними порціями з інтервалом часу 15¸20хв. Після додавання всієї кількості лугу, реакційну масу перемішують (50-60°С) протягом однієї години. Після цього відфільтровують сіль, розчин діепоксиду в ЕХГ промивають декілька разів дистильованою водою, при пониженому тиску (50¸100мм рт.ст.) і температурі 95¸100°С відганяють ЕХГ, після чого додатково вакуум ують (2¸4мм рт.ст.) при 90¸100°С на протязі 1,5¸2 годин. Одержаний діепоксид представляє собою рухому рідину коричневого кольору з наступними аналітичними показниками: вміст епоксидних груп (e. ч.) 6,8%, хлору вмилюваного (Сloм ) 1,01%. Вихід 560г. Приклад 2. Із 500г тіоколу (ГОСТ 12812-80) з вмістом меркаптогруп 2,2% і сере-дньочисловою молекулярною масою 1700; 925г (10 молів) ЕХГ, 5г хлористого тетраме-тиламонію і 60г NaOH г хлористого тетраметиламонію в умовах прикладу 1 одержують 540г діепоксиду з наступними аналітичними показниками: e. ч. 3,7%, Сl0М 0,88%. Приклад 3. Із 500г тіоколу (ГОСТ 12812-80) з вмістом меркаптогруп 2,2% і середньочисловою молекулярною масою 1700; 925г (10 молів) ЕХГ, 5г хлористого тетраметиламонію і 60г NaOH г хлористого тетраметиламонію в умовах прикладу 1 одержують 534г діепоксиду з наступними аналітичними показниками: e. ч. 4,3%, СlОМ 0,60%. Таким чином, композиція, яку заявляють, відрізняється від відомої кількісним співвідношенням компонентів і містить в своєму складі нову сполуку, що дозволяє вирішити поставлену мету винаходу. Композиції за прикладами №№4-8 готують у відповідності з рецептурами (табл. 1) простим механічним змішуванням вихідних компонентів. Властивості композицій, які заявляють, і прототипу приведені в табл.2. Режим затвердження композицій: (20±5)°С/72ч. Результати випробувань, які приведені в табл.2, свідчать про те, що композиція, яку заявляють, перевищує відому за теплостійкістю (sρΒ, tзсв при 100°С) в 2,0-2,5 рази, величиною когезійної міцності (sρ вих та Ε) в 1,5 - 2,0 рази, ударній в'язкості (а) - в 1,3-1,5 рази та не поступається за водостійкістю (sρ після експозиції в воді на протязі 30-120 діб) Композиція, яку заявляють, рекомендована до використання в якості герметиків, клеїв, покриттів; з успіхом використовується для виготовлення безпилових, безшовних покриттів для підлоги. Таблиця 1 Найменування компонентів 1. Епоксиднодіанова смола 2. Епоксидна аліфатична смола 3. Затверджувані марок: УП-0633М УП-583Д-ПЕПА 4. Тіокол з кінцевими епоксидними групами за прикладами,№№1 2 3 Кількість компонентів, мас. ч., в композиціях за прикладами, №№ 4 5 6 7 8 100 100 100 100 100 10 20 30 20 20 21,4 30,5 22,4 18,0 18,5 5 7 10 7 7 Таблиця 2 Властивості композицій Найменування показників 1 1 Міцність при рівномірному відриві, sρв, МПа, клейових з'єднань Ст3/ст3, визначений при t, °С 20 100 2 Міцність при зсуві, tзсв, МПа, ст3/ст3, при t, °С 20 100 3 Міцність при розтягуванні, sρ *, МПа, вихідна, після експозиції у воді протягом, діб 30 90 120 4 Модуль пружності, Е*, ГПа 5 Ударна в'язкість, а, кДж/м 2 прототипу Величина показників Композицій за прикладами, №№ 5 6 7 4 5 6 2 4 3 8 7 25,0 6,0 35,0 14,0 32,8 13,9 34,2 14,1 33,5 13,8 35,2 14,9 18,0 4,0 24,6 10,1 25,1 11,0 26,2 11,2 25,0 11,0 24,9 11,2 20,0-26,0 40,0 41,5 42,2 42,6 41,3 19,8 - 25,4 17,3-25,8 16,4-26,0 0,50 39,1 38,2 37,9 0,80 40,1 39,0 36,2 0,82 40,0 38,7 37,2 0,79 41,0 39,8 38,7 0,80 39,8 37,3 38,2 0,81 17,0 22,0 24,0 24,1 24,0 22,8