Епоксидна композиція зі зниженою горючістю

Реферат: Винахід належить до полімерних композицій зниженої горючості на основі епоксидних смол, які можуть бути використані для виготовлення захисних покриттів, наливних підлог, герметиків, шпаклівок, компаундів різноманітного призначення. Зниження горючості епоксіамінних композицій досягається шляхом додавання до епоксіамінної композиції безводного купрум(ІІ) сульфату. UA 109187 C2 (12) UA 109187 C2 UA 109187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до полімерних композицій зниженої горючості на основі епоксидних смол, які можуть бути використані для виготовлення захисних покриттів, наливних підлог, герметиків, шпаклівок, компаундів різноманітного призначення. Відома епоксидна композиція зі зниженим димоутворенням, яка містить епоксидну діанову смолу, моноціанетилдіетилентриамін як отверджувач, олігоефіртриепоксидний олігомер як модифікатор, моноамонійфосфат як антипірен, активовану базальтову луску і купрум(ІІ) оксид [Пат. 84988 Україна, МПК С 08 L 63/00. Епоксидна композиція зі зниженим димоутворенням / Григоренко О.М., Яковлева Р.А., Єфанова В.В. та ін. - № а200705094; заявл. 08.05.2007; опубл. 10.12.2008. Бюл. № 23]. В [Пат. 2420542 Россия, МПК С 08 J5/00, С 08 L 63/00, С 08 L 63/02, С 08 К3/08, С 09 К21/00, В 82 В1/00. Способ получения огнестойкого связующего для создаваемых в пултрузионном технологическом процессе композиционных материалов, огнестойкое связующее и изделие / Ушаков А.Е., Кленин Ю.Г., Сорина Т.Г. и др. - № 2009116498/05; заявл. 04.05.2009; опубл. 10.11.2010.] описаний спосіб одержання вогнестійкого зв'язного на основі епоксидної смоли (ЕД16, ЕД-20, ЕД-22) та отверджувача (ізометил-тетрагідрофталевий ангідрид), що додатково містить наночастинки металічної міді. Недоліком відомої композиції є багатостадійність процесу її одержання, що супроводжується великими затратами часу на її приготування, та необхідність використання додаткового обладнання. Окрім того, як негорючий компонент використовують наночастинки металічної міді, які виступають в ролі наповнювача попередньо перемішаних епоксидного олігомера та отверджувача. Це супроводжується лише збільшенням молекулярної маси композиції, оскільки хімічно інертний наповнювач не бере участі в утворенні структурно полімерної сітки, тому композиція не має високих фізико-механічних властивостей. Однак відомо, що утруднення займання та зниження горючості матеріалів органічного походження стає особливо ефективним у разі введення в композицію саме активних антипіренів - речовин, що вступають з матеріалом у хімічну взаємодію [Химическая энциклопедия. Т. 1. - М: Советская Энциклопедия.- 1988. - С. 180/335]. Відомо також, що акцепторні атоми перехідних металів багатьох неорганічних солей виявляють неабияку схильність до хімічного зв'язування з різними донорними гетероатомами (N, О, S тощо) органічних речовин, з утворенням координаційних сполук, в яких σкоординований елементоорганічний вуглеводень міцно утримується у сполуці [Химическая энциклопедия. Т. 2. - М.: Советская Энциклопедия. - 1990. - С. 467/925]. Найбільш близькою за технічною суттю та очікуваним результатом до заданого винаходу є клейова композиція, яка містить епоксидну діанову смолу, фурфуролацетоновий мономер, неорганічний наповнювач, амінний отверджувач та як активний антипірен, оксихлорид міді чи 3 мідно-магнієвий оксихлорид [А.с. 958461 СССР, МКЛ С 09 J 3/16, С 08 L 63/02. Клеєвая композиция / Близнец М.М. - № 2999863/23-05; заявл. 03.11.1980; опубл. 15.09.1982. Бюл. № 34]. В основу винаходу поставлено задачу розробити епоксіамінну композицію, горючі властивості якої відносно до немодифікованих композицій були б суттєво знижені внаслідок здійснення комплексоутворення між N-вмісною складовою епоксидної композиції та солями перехідних металів. Поставлена задача вирішується так, що зниження горючості епоксіамінних композицій досягається шляхом хімічного зв'язування молекул горючого N-вмісного отверджувача з атомами купруму(ІІ) негорючої неорганічної солі (CuSO4), у координаційні сполуки. Досі не був відомий спосіб зниження горючості епоксіамінних композицій через комплексоутворення і авторами вперше запропоновано знижувати горючість N-вмісних епоксидних композицій шляхом їх зв'язування з купрум(ІІ) сульфатом. Суть винаходу полягає в тому, що полімерна композиція містить епоксидну діанову смолу, амінний отверджувач - поліетиленполіамін, для зниження горючості, як антипірен - сіль купруму, а саме безводний купрум(ІІ) сульфат при співвідношенні компонентів, мас. %: епоксидна діанова смола 52,1-85,5 поліетиленполіамін 6,3-10,3 купрум(ІІ) сульфат безводний 41,6-4,2. Як епоксидну діанову смолу використовували смолу марки ЕД-20 (ДСТУ-2093-92) з вмістом епоксидних груп до 22 %, в'язкістю при 25 °C-12…18 Па·с, як амінний отверджувач поліетиленполіамін (ТУ 6-02-594-86Е), як комплексоутворювач - безводний купрум(ІІ) сульфат. Композицію готували так: мідний купорос (чда) - купрум(ІІ) сульфат пентагідрат попередньо сушили в термічній шафі при температурі 250-260 °C до повної втрати кристалізаційної води; процес дегідратації супроводжується перетворенням голубих кристалів мідного купоросу у дрібнодисперсний білий порошок. У змішувач вносили необхідне співвідношення смоли ЕД-20 1 UA 109187 C2 5 10 та отверджувача і перемішували впродовж 5-10 хв. Потім додавали відповідну кількість безводного купрум(II) сульфату та продовжували перемішувати до утворення однорідної композиції, яка з плином часу ставала естетично привабливою (після введення безводного купрум(ІІ) сульфату забарвлення композиції змінювалося від білого до інтенсивно синього). Готову композицію заливали у форми та витримували при кімнатній температурі впродовж 24 год. до повного тверднення. Стехіометрію епоксіамінних композицій наведено в табл. 1. Для виготовлених зразків визначали групу горючості, температуру займання (ГОСТ 12.1.044-89) та швидкість поширення полум'я по зразку, розташованому в горизонтальному положенні (ГОСТ 28157-89). Основні властивості матеріалів на основі немодифікованої та модифікованих епоксіамінних композицій наведені в табл. 2. Таблиця 1 Складники композиції, мас. % 1 89,3 10,7 ЕД-20 ПЕПА CuSO4 (безводний) Номери композицій 2 85,5 10,3 4,2 3 52,1 6,3 41,6 Таблиця 2 Показники властивостей композицій Максимальний приріст температури, °C Тривалість дії полум'я, с Втрата маси зразка, % Група горючості Швидкість горіння горизонтально розташованого зразка, м/с Температура займання, °C 15 20 25 Номери композицій 1 2 3 667 491 640 150 160 215 89,0 79,2 78,6 горючі, середньої займистості само-3 -3 0,42·10 0,40·10 згасають 320 335 356 Отже, наведені вище приклади засвідчують, що горючість епоксиполімерів при введенні безводного купрум(ІІ) сульфату суттєво понижується. Процес супроводжується зв'язуванням негорючої неорганічної солі (антипірену) з горючим нітрогенвмісним епоксиполімером міцними координаційними зв'язками в комплекс і є вирішальним при формуванні епоксиполімерних композицій зі зниженою горючістю. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Епоксидна композиція зниженої горючості для захисних покриттів, наливних підлог, герметиків, шпаклівок, компаундів різного призначення, яка містить епоксидіанову смолу, поліетиленполіамін як отверджувач та антипірен, яка відрізняється тим, що як антипірен містить безводний купрум(ІІ) сульфат при такому співвідношенні компонентів, мас. %: епоксидна діанова смола 52,1 - 85,5 поліетиленполіамін 6,3 - 10,3 купрум(ІІ) сульфат (безводний) 41,6 - 4,2. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2