Епоксидне в’яжуче

Реферат: UA 89292 U UA 89292 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до області машинобудування, може використовуватися у вигляді матриці для полімеркомпозитних матеріалів як електроізолююче середовище (основи) для струмопровідної апаратури. Відома епоксидна композиція (патент Японії № 63159424. опубл. в Р.Ж., 1989, №11 "Епоксидна композиція"), що містить розчин епоксидної ліанової смоли з метилтетрагідрофталевим ангідридом і 2-етил-4-метилімідазолом. Відомий матеріал має недолік у технології формування захисного покриття, який зумовлений надмірною тривалістю технологічного процесу полімеризації і багатоступеневим режимом теплового зшивання. Відомий епоксидний матеріал (патент Японії № 63202624, опубл. в Р.Ж., 1989, № 11 "Епоксидний матеріал для формування"), що містить розчин епоксидної діанової смоли із твердником (новолачна фенольна смола) в присутності каталізатора тверднення - 0,05-1,00, який складається із суміші трифенілфосфіну - 10-90 та імідазолу - 90-10. Недоліком відомого матеріалу є високі значення залишкових напружень та низька когезійна міцність. Найбільш близьким за технічною суттю до матеріалу, який заявляється є епоксидне в'яжуче [Патент України № 53949, МПК C08L 63/00; опубл. 25.10.2010, Бюл. № 20. - 4 с.], що містить епоксидну діанову смолу, отверджувач. Недоліком відомої композиції є низька когезійна міцність матеріалу та теплопровідність. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення когезійної міцності та теплопровідності матеріалу шляхом виконання епоксидного в'яжучого. Поставлена задача вирішується тим, що епоксидне в'яжуче, що містить діанову смолу, отверджувач, згідно з корисною моделлю, воно містить комплексний нанонаповнювач в гомеопатичній концентрації з наступним співвідношенням компонентів, мас. ч.: епоксидна діанова смола 100 комплексний -3 нанонаповнювач (1,25±0,5)10 отверджувач 10. Як основний компонент для епоксидного в'яжучого вибрано низькомолекулярну епоксидноліанову смолу марки ЕД-20 [ГОСТ 10687-76], яка у скловидному стані характеризується високими фізико-механічними властивостями. Для зшивання епоксидного зв'язувача використано отверджувач поліетилен-поліамін (ПЕПА) [ТУ 6-02-594-73]. Вміст отверджувача у матриці визначали на основі оптимальних фізико-механічних характеристик та незначних залишкових напружень у композиті. Введення отверджувача понад 11 мас.ч. на 100 мас.ч. ЕД20 призводить до надмірного зростання залишкових напружень. Введення отверджувача менше 9 мас.ч. на 100 мас.ч. ЕД-20 призводить до неповного зшивання матриці, що знижує міцнісні характеристики матеріалу. Як комплексний нанонаповнювач використано суміш із 80 % Sі3N4, 10 % В4С, 5 % Y2O3 та 5 % Аl2O3 дисперсністю D < 100 нм. Формування компаунду на основі епоксидної ліанової смоли та комплексного нанонаповнювача в гомеопатичній концентрації дозволяє підвищити фізикомеханічні властивості епоксидних композицій завдяки високій питомій площі та активності поверхні. Крім того, наявність в наповнювачі нанорозмірних частинок Y2O3 підвищує -3 теплопровідність епоксикомпозиту. Введення нанонаповнювача понад 1,7510 мас.ч. на 100 мас.ч. ЕД-20 призводить до дефектів структури в об'ємі матеріалу внаслідок утворення агрегатів наночастинок, та недостатнього їх змочування. Введення нанонаповнювача менше -3 0,7510 мас.ч. на 100 мас.ч. ЕД-20 не забезпечує достатнього підсилюючого ефекту. Епоксидне в'яжуче формують за такою технологією: дозування компонентів, суміщення епоксидної ліанової смоли (ЕД-20) та нанонаповнювача під впливом ультразвукового оброблення до отримання однорідної суміші, введення отверджувача (ПЕПА), вакуумування протягом 40-60 хв. Отриману композицію використовують як в'яжуче для полімеркомпозитних матеріалів, або як електроізолююче середовище (основа) для струмопровідної апаратури, що працює під впливом агресивних середовищ. В таблиці наведено приклади конкретного виконання композиції: технічні рішення згідно із заявкою, приклади прототипу, а також їхні порівняльні властивості при різних температурночасових режимах формування. 50 1 UA 89292 U Таблиця Епоксидне в'яжуче № 1 1 2 3 4 5 1 2 3 Режими формування згідно Найближчий аналог з корисною моделлю І ІІ III І II III 2 3 4 5 6 7 8 Тривалість тверднення, год. 65 65 65 60 72 80 Епоксидна діанова смола, мас.ч. 100 100 100 100 100 100 -3 0,75 1,25 1,75 Вміст наповнювача, 10 мас.ч. Вміст пластифікатора 15 16 17 Отверджувач, мас.ч. 10 10 10 7 8 9 Характеристики модифікованого матеріалу на основі епоксидного в'яжучого Руйнівне напруження при згинанні, 62,2 64,1 68,2 37,0 37,4 38,2 МПа 2 Ударна в'язкість, кДж/м 9,9 10,5 12,9 5,4 5,8 5,6 0,306 0,416 0,490 0,1-0,3 0,1-0,3 0,1-0,3 Теплопровідність, Вт/мК Параметри Примітка: + оброблення композицій енергетичними полями; - оброблення композицій енергетичними полями не проводили. 5 Руйнівне напруження епоксидних композитів при згинанні досліджували згідно з [ГОСТ 464871]. Ударну в'язкість по Шарпі визначали згідно ГОСТ 4647-80 за допомогою маятникового копра. Теплопровідність визначали на приладі ΗΤ-λ-400, який призначений для дослідження температурної залежності теплопровідності тверднучих механічно оброблюваних матеріалів в режимі монотонного нагрівання на основі методу динамічного калориметра. Таким чином, заявлений об'єкт та спосіб його формування має суттєві відмінності, а отримання позитивного ефекту зумовлено усією сукупністю ознак. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Епоксидне в'яжуче, що містить епоксидну діанову смолу, отверджувач, яке відрізняється тим, що воно містить комплексний нанонаповнювач в гомеопатичній концентрації з наступним співвідношенням компонентів, мас. ч.: епоксидна діанова смола 100 комплексний -3 нанонаповнювач (1,25±0,5)10 отверджувач 10. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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