Полімерна композиція для теплоізоляційного матеріалу

Полімерна композиція для теплоізоляційного матеріалу на основі епоксидно-діанової смоли ЕД20, модифікатора - поліметилфенілсилоксану та твердника - поліетиленполіаміну, яка відрізняється тим, що вона додатково містить базальтовий наповнювач у формі луски при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: епоксидна смола ЕД-20 100 поліетиленполіамін 10-14 поліметилфенілсилоксан 20-90 базальтова луска 30-90. (19) (21) u200813236 (22) 17.11.2008 (24) 25.09.2009 (46) 25.09.2009, Бюл.№ 18, 2009 р. (72) САВЧУК ПЕТРО ПЕТРОВИЧ, КОСТОРНОВ АНАТОЛІЙ ГРИГОРОВИЧ, ЧУВАШОВ ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ДІДУК ІРИНА ІВАНІВНА, ЯЩЕНКО ОЛЬГА МИХАЙЛІВНА (73) ЛУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 44102 твердника - поліетиленполіамін, згідно з корисною моделлю, що заявляється, вона додатково містить базальтовий наповнювач у формі луски при такому співвідношенні інгредієнтів, мас. ч.: епоксиднодіанова смола ЕД-20 - 100; поліетиленполіамін 10-14; поліметилфенілсилоксан - 20-90; базальтова луска - 30-90. Як базовий компонент для полімерної композиції використано низькомолекулярну епоксиднодіанову смолу ЕД-20 з високими фізикомеханічними властивостями. Для зшивання полімерного в'яжучого застосували твердник - поліетиленполіамін (ПЕПА). Вміст твердника у матриці визначали на основі оптимального поєднання високих фізико-механічних властивостей з технологічністю виготовлення композиції. Введення твердника понад 14мас. ч. на 100мас. ч. ЕД-20 призводить до зниження адгезійної міцності при розтязі-стиску та модуля пружності. Застосування твердника до 10мас. ч. на 100мас. ч. ЕД-20 призводить до неповного структурування полімерної сітки, що суттєво знижує когезійну міцність системи. Використання в композиції кремнійорганічного модифікатора - поліметилфенілсилоксан (2090мас. ч.) дозволяє значно поліпшити реологічні властивості епоксидних композицій при формуванні, підвищити адгезійну міцність, однак не забезпечує достатню тепло- та термостійкість через помітні залишкові напруження в системі, що ініціюють руйнування зв'язків та появу мікродефектів. Це підтверджується результатами диференційнотермічного аналізу та електронної мікроскопії. При введенні в полімерну композицію лускоподібного базальтового наповнювача, з оптимізацією діапазону концентраційного співвідношення, спостерігається значний ріст фізико-механічних та теплофізичних характеристик. Досягнуте поліпшення властивостей полімерної композиції дозволяє збільшити термін експлуатації одержаних матеріалів на цій основі. Полімерну композицію для теплоізоляційного матеріалу формують за такою технологією: підго 4 товка і дозування компонентів; почергове введення в епоксидну смолу модифікатора, твердника та наповнювача (кількісний вміст компонентів згідно формули винаходу); перемішування композиції для досягнення однорідної консистенції; термічна обробка; контроль якості сформованої композиції. На етапі перемішування здійснюється додаткова комплексна ультразвукова та ультрафіолетова обробка системи. Технологія отримання композиції реалізується методом пневматичного розпилення або формування тиском у відповідності із в'язкістю та сферою застосування матеріалу. Полімеризація здійснюється за ступінчастим температурним режимом: 0,5-1,5 год при 333К + 0,5-1,5 год при 393К + 1,0-2,5 год при 433К з наступним охолодженням на спокійному повітрі. Це дозволяє зменшити внутрішні напруження при появі первинних вузлів зшивання, прискорити структуроутворюючий процес на другому етапі і максимально підвищити степінь зшивання системи на завершальній стадії. Полімерна композиція, що заявляється, може бути використана в машинобудуванні та будівництві як матеріал з високими адгезійно-когезійними міцнісними характеристиками для створення теплоізоляційного матеріалу. Базальтонаповнений полімерний композит з описаними властивостями отримують в повному діапазоні співвідношень компонентів, що представлені у таблиці. В таблиці наведені також приклади конкретного виконання композицій. Для визначення фізико-механічних та експлуатаційних властивостей полімерної композиції використовували стандартні методики. Виходячи з порівняльних результатів (прототип - патент України №34758), наведених в таблиці видно, що присутність в ЕКМ базальтового наповнювача сприяє підвищенню фізико-механічних та теплофізичних характеристик системи заявленого складу за рахунок оптимальної взаємодії на межі розділу полімер-наповнювач, а також максимального структурування композиції при оптимізації термічної та фізичної модифікації. Таблиця № п/п 1 2 3 4 1 2 3 4 5 Компоненти Епоксидна смола ЕД-20 Твердни поліетиленполіамін Модифікатор КО-08К Базальтова луска Характеристики композиційного матеріалу: Адгезійна міцність на розрив, МПа Внутрішні напруження, МПа Вміст гель-фракцій, % Міцність при стиску, МПа Теплостійкість, К Композиція згідно корисної моделі Прикл. Прикл. Прикл.2 1 3 100 100 100 Контрольні приклади Прототип 1 2 3 4 5 100 100 100 100 100 100 100 100 10 12 14 9 10 12 14 15 10 12 14 10 30 90 60 50 90 10 20 30 40 40 50 60 70 90 100 10 – 90 – 50 – 64,4 63,2 62,7 64,1 63,9 62,8 62,3 60,1 67,9 66,0 65,5 2,88 2,64 2,72 2,89 2,70 2,63 2,75 2,79 3,01 3,99 2,79 97,2 88,1 473 97,5 88,4 483 97,9 88,9 498 97,1 87,4 463 97,2 88,2 478 97,6 97,7 88,7 90,3 493 498 97,6 86,9 493 96,6 95,2 94,6 77,1 68,2 72,9 414 463 433 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 44102 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601