Епоксидне зв’язуюче з підвищеними адгезійними характеристиками, модифіковане 2-тіоціанато-2-метил-3-(4-тіоціанатофеніл)пропамідом

Реферат: Епоксидне зв'язуюче з підвищеними адгезійними характеристиками, модифіковане 2-тіоціанато2-метил-3-(4-тіоціанатофеніл)пропанамідом, до складу якого входить епоксидна ліанова смола, модифікатор і отверджувач. Як модифікатор воно містить 2-тіоціанато-2-метил-3-(4тіоціанатофеніл)пропанамід, який складається з елементів: С (51,96%), Η (4,00%), N(15,15%), O (5,77%), S (23,12%) з наступним співвідношенням компонентів, мас. ч.: епоксидна діанова смола 100 отверджувач 10-12 модифікатор: 2-тіоціанато-2метил-3-(4тіоціанатофеніл)пропанамід 0,8-1,0. UA 88166 U (54) ЕПОКСИДНЕ ЗВ'ЯЗУЮЧЕ З ПІДВИЩЕНИМИ АДГЕЗІЙНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, МОДИФІКОВАНЕ 2-ТІОЦІАНАТО-2-МЕТИЛ-3-(4-ТІОЦІАНАТОФЕНІЛ)ПРОПАМІДОМ UA 88166 U UA 88166 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до області судно-, літако-, і машинобудування, може використовуватися у вигляді матриці для полімеркомпозитних покриттів, що застосовуються для захисту від корозії деталей, які контактують з агресивними середовищами при звичайних та підвищених температурах. Для захисту від корозії та з метою поліпшення фізико-механічних і теплофізичних властивостей технологічного устаткування використовують полімеркомпозитні покриття, які містять у вигляді зв'язуючого епоксидні смоли. Для поліпшення тиксотропних та технологічних властивостей полімерних покриттів у епоксидні олігомери вводять модифікуючі добавки. Крім того, формування зв'язуючих у вигляді композицій, які містять модифікатори, забезпечує краще змочування наповнювача, підвищує рухливість макромолекул, що забезпечує вищий ступінь їх зшивання у зовнішніх поверхневих шарах матриці навколо дисперсних часток. Відома епоксидна композиція (пат. Японії № 63159424, опубл. в Р.Ж., 1989, №1 1 "Епоксидна композиція"), що містить (мас. ч.): розчин епоксидної діанової смоли з метилтетрагідрофталевим ангідридом і 2-етил-4-метилімідазолом. Відомий матеріал має недолік у технології формування захисних покриттів, який зумовлений значною тривалістю технологічного процесу полімеризації і багатоступеневим режимом теплового зшивання. Відома полімерна композиція (а. с. №1495345, опубл. в Р.Ж., 1990, №4 "Полімерна композиція"), що містить: епоксидну діанову смолу, пластифікатор і отверджувач. Відома композиція має такі недоліки: недостатня теплостійкість під час експлуатації покриттів при високих температурах, незначні фізико-механічні властивості матеріалу. За технічною суттю найбільш близькою до епоксидного зв'язуючого, що заявляється, є епоксидний матеріал (пат. Японії № 63202624, опубл. в Р.Ж., 1989, №11 "Епоксидний матеріал для формування"), що містить розчин епоксидну діанову смолу з отверджувачем в присутності прискорювача тверднення (модифікатор) - 0,05-1,00, який складається із суміші трифенілфосфіну - 10-90 і імідазолу - 90-10. Недоліком відомого матеріалу є високі показники залишкових напружень, що прискорює старіння матеріалу покриття і погіршує адгезійні властивості епоксикомпозитів під час їхньої експлуатації. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення адгезійної міцності і зниження залишкових напружень у матриці для формування композитів, які експлуатуються в умовах значного градієнту температур і циклічних навантажень, шляхом виконання модифікованого епоксидного зв'язуючого з підвищеними адгезійними характеристиками, що містить епоксидну діанову смолу, модифікатор і отверджувач, причому як модифікатор воно містить 2-тіоціанато-2метил-3-(4-тіоціанатофеніл)пропанамід, який складається з елементів: С (51,96%), Η (4,00 %), Ν (15,15 %), О (5,77 %), S (23,12 %) з наступним співвідношенням компонентів, мас. ч.: епоксидна діанова смола 100 отверджувач 10-12 модифікатор: 2-тіоціанато-2метил-3-(4тіоціанатофеніл)пропанамід 0,8-1,0. Як основний компонент для полімерної матриці захисного покриття вибрано низькомолекулярну епоксидну ліанову смолу ЕД-20, яка у скловидному стані характеризується поліпшеними адгезійними, фізико-механічними та теплофізичними властивостями. Для зшивання епоксидного зв'язуючого використовували отверджувач холодного тверднення - поліетиленполіамін (ПЕПА). Вміст отверджувача у матриці визначали на основі оптимального поєднання високих адгезійних властивостей з технологічністю виготовлення композиції. Введення отверджувача понад 12 мас. ч. на 100 мас. ч. ЕД-20 зумовлює передчасне старіння матеріалу і зниження його адгезійної міцності. Введення отверджувача до 10 мас. ч. на 100 мас. ч. ЕД-20 призводить до неповного зшивання матриці, що суттєво знижує фізикомеханічні властивості епоксидних матеріалів. Формування зв'язуючого на основі епоксидної діанової смоли ЕД-20 та модифікатора, що містить 2-тіоціанато-2-метил-3-(4-тіоціанатофеніл) пропанамід (0,8-1,0 мас. ч.) дозволяє підвищити адгезійні властивості епоксидних композицій та знизити залишкові напруження у процесі їх експлуатації. Слід зазначити, що модифікатор 2-тіоціанато-2-метил-3-(4-тіоціанатофеніл)пропанамід мас молекулярну масу 277,36524 і складається з наступних елементів: С (51,57%), Н (6,49%), N(7,52%), S (34,42 %). Хімічна формула модифікатора: C 12H11N3OS2. За структурою її можна навести у наступному вигляді 1 UA 88166 U N S H3C O N S NH2 5 10 15 20 Введення модифікатора понад 1,0 мас. ч. на 100 мас. ч. ЕД-20 зумовлює зниження тиксотропних характеристик матеріалів внаслідок недостатнього зшивання зв'язуючого. Введення модифікатора при концентраціях до 0,8 мас. ч. знижує міжмолекулярну взаємодію у полімерному зв'язуючому, що погіршує його адгезійні властивості. Таким чином, порівняно з відомими технічними рішеннями заявлений об'єкт має суттєві відмінності, а отримання позитивного ефекту зумовлено усією сукупністю ознак. Епоксидне зв'язуюче формують і наносять на поверхню за наступною технологією, /(озування компонентів, підігрівання епоксидної смоли марки ЕД-20 до температури Τ = 353-373 К, витримка смоли при даній температурі упродовж  = 15-20 хв., гідродинамічне суміщення епоксидної смоли і модифікатора упродовж часу  = 8-10 хв. при оптимальних концентраціях, етерифікація компаунда при температурі Τ = 333-353 К упродовж часу  = 15-20 хв., що забезпечує краще суміщення компонентів, охолодження суміші упродовж часу =50-60хв. до кімнатної температури, введення отверджувача (ПЕПА), вакуумування композиції упродовж часу  = 40-60 хв., витримування композиції на повітрі упродовж часу =24 год., підігрівання композиції до температури Τ = 393 К і її витримування при даній температурі упродовж часу  = 2 год., охолодження композиції і її витримування на повітрі упродовж часу  = 24 год. Отриману композицію, після введення твердника, упродовж 60-80 хв. наносять на попередньо обезжирену поверхню методом пневматичного розпилення або використовують як зв'язуюче для полімеркомпозитних матеріалів. В таблиці 1 наведено приклади конкретного використання композиції: технічні рішення згідно з заявкою, контрольні приклади прототипу, а також їхні порівняльні властивості. Таблиця Епоксидне зв'язуюче з підвищеними адгезійними характеристиками модифіковане 2-тіоціанато-2-метил-3-(4тіоціанатофеніл)пропанамідом № Компоненти 1 2 1 Епоксидна діанова смола (ЕД-20) 2 Отверджувач - ПЕПА 3 Модифікатор 4 Суміш трифенілфосфіну і імідазолч 5 2-тіоціанато-2-метил-3(4-тіоціанатофеніл (пропанамід Характеристики матеріалу 1 Адгезійна міцність, МПа 2 Залишкові напруження, МПа 25 30 35 Композиція згідно з винаходом 1 II III 3 4 5 Контрольні приклади І 6 ІІ 7 III 8 Прототип 9 V 10 VI II VII 12 VIII 13 IX 14 X 5 І 16 II 17 III 18 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 10 11 12 8 9 11 11 10 10 12 12 14 16 10 11 12 0.05 0.07 1.00 0.8 0.9 1.0 0,4 0,6 0.8 1.0 0.9 1.0 0,8 0.9 1.2 1.4 30.8 30.6 30.7 26.4 26.8 29.4 30.1 30.7 30.3 29.0 30.7 27.4 24.5 16.2 16.8 16.7 2.0 1,9 2.1 2.2 1.9 1,9 2.0 2і 2.0 1.9 2.0 2.1 2.4 2.5 2.4 2.3 Заявлений склад композиції і спосіб формування епоксидного зв'язуючого має технікоекономічні переваги порівняно з прототипом: високі адгезійні властивості за рахунок раціонально підібраного складу інгредієнтів і низькі показники залишкових напружень внаслідок підвищеної рухливості макромолекул при полімеризації, кращого змочування металевої основи та інтенсивного перебігу релаксаційних процесів при експлуатації захисних покриттів; низька вартість, яка зумовлена використанням дешевих інгредієнтів композиції. Дослідження адгезійної міцності проводили згідно ГОСТ 14760-69 шляхом вимірювання опору відриву клейових з'єднань стальних зразків на розривній машині Р-5 при швидкості навантаження 10 Η / с. Для визначення залишкових напружень у зв'язуючому використовували консольний метод. Покриття формували на стальній основі. Після затверджування захисного покриття за описаними вище температурно-часовими параметрами знімали показники залишкових напружень. 2 UA 88166 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Епоксидне зв'язуюче з підвищеними адгезійними характеристиками, модифіковане 2-тіоціанато2-метил-3-(4-тіоціанатофеніл)пропанамідом, до складу якого входить епоксидна ліанова смола, модифікатор і отверджувач, яке відрізняється тим, що як модифікатор воно містить 2тіоціанато-2-метил-3-(4-тіоціанатофеніл)пропанамід, який складається з елементів: С (51,96%), Η (4,00%), N (15,15%), О (5,77%), S (23,12%) з наступним співвідношенням компонентів, мас. ч.: епоксидна діанова смола 100 отверджувач 10-12 модифікатор: 2-тіоціанато-2метил-3-(4тіоціанатофеніл)пропанамід 0,8-1,0. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 3