Полімерна композиція

Реферат: Полімерна композиція містить як основу епоксидну смолу, уретановий модифікатор та амінний отверджувач. Як модифікатор містить продукт взаємодії гідроксилвмісного олігобутадієну з толуілендіізоціанатом та дигліцидиловим етером 1,4-бутандіолу. Як амінний отверджувач суміш аліфатичного поліаміну з поліаміноалкілфенолом. UA 68757 U (12) UA 68757 U UA 68757 U 5 10 15 Корисна модель належить до полімерних композицій на основі епоксидних смол і призначена для застосування в цивільному будівництві як заливочна суміш для отримання монолітних виробів, в'яжучі для слоїстих пластиків, для захисту бетонних та металевих поверхонь від хімічного та атмосферного впливу і руйнування. Відомі композиції, на основі епоксидної смоли, уретанових модифікаторів і амінних отверджувачів для захисту бетонних, металевих поверхонь [1-2], але їх водостійкість і хімстійкість невисока. Найближчим аналогом запропонованої корисної моделі є полімерна композиція, яка містить смолу епоксидну - 45,1-52,3 м.ч., епоксиуретановий олігомер - 9,4-19,3 м.ч., аміний отверджувач - 35,6-38,3 м.ч. [3]. Композиція має високе водопоглинання. Вона має лімітовану водостійкість 180 діб та має невисоку хімстійкість, що не дозволяє надійно експлуатувати її в воді. Задачею корисної моделі є створення полімерної композиції, в якій за рахунок підбору якісного та кількісного складу компонентів забезпечується висока водостійкість та хімстійкість до розчинів лугу та неорганічних кислот. Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція, що містить епоксидну смолу, уретановий модифікатор, амінний отверджувач, згідно із запропонованою корисною моделлю; як уретановий модифікатор містить продукт взаємодії гідроксилвмісного олігобутадієну молекулярної маси 2000 з толуілендиізоціанатом та дигліцидиловим етером 1,4бутандіолу за співвідношення 1:2:(2-2,5) (моль)) загальної формули: (CH2CH)p , 20 де m, n, p - мольні частки; m=0,2; n=0,6; р=0,2 CH2 O R= (CH2)4 O CH2 CH CH2 O 30 35 40 O CH2 O O 25 (CH2)4 , як амінний отверджувач - суміш аліфатичного поліаміну з поліаміноалкілфенолом у співвідношенні 1:1, за наступним співвідношенням компонентів, м. ч.: епоксидна смола 100 уретановий модифікатор 10-40 амінний отверджувач 25-27. Полімерна композиція як епоксидну смолу містить олігомери ЕД-20, ЕД-22 (ГОСТ 10587-84) або їх аналог смолу DER 331 (CAS № 25085-99-8), як уретановий модифікатор містить продукт взаємодії гідроксилвмісного олігобутадієну молекулярної маси 2000 з толуілендиізоціанатом та дигліцидиловим етером 1,4-бутандіолу за співвідношення 1:2:(2-2,5) (моль), як амінний отвержувач містить суміш аліфатичного поліаміну УП-0633М з поліаміноалкілфенолом УП-583Д за співвідношення 1:1. Уретановий модифікатор отримують взаємодією гідроксилвмісного олігобутадієну молекулярної маси 2000 з толуілендиізоціанатом та дигліцидиловим етером 1,4-бутандіолу за співвідношення 1:2:(2-2,5) (моль). Отриманий епоксиуретановий олігомер має молекулярну масу 2600, містить 3,3 % епоксидних груп, в'язкість за 50 °C не більше 17,0 Па·с. Полімерну композицію одержують за наступною технологією. В епоксидну смолу вносять епоксиуретановий олігомер, отверджувач в указаній послідовності при постійному перемішуванні суміші 5-10 хв. після внесення кожного компонента. Отримана композиція (приклад 2) має в'язкість реакційної суміші 16 Па·с (20 °C), міцність на розтягнення 62,7 МПа, температуру склування 60-80 °C, життєздатність за температури 20 °C 1-3 год. 1 UA 68757 U 5 10 15 20 Оптимальні та контрольні приклади складу зразків запропонованої композиції наведені в табл. 1. В табл. 2 наведені фізико-механічні властивості полімерного матеріалу. Як видно з табл.2, запропонована композиція забезпечує утворення більш водостійкого та стійкого до дії розчинів лугу та кислот покриття в порівнянні з композицією за найближчим аналогом. Найбільш оптимальні результати досягаються у прикладах № 2, де водостійкість (стійкість після витримки за температури 20 °C) зростає в 2 рази; стійкість після витримки за температури 20 °C в розчинах NaOH, H2SO4, H3PO4 зростає в 2-4,5 рази. Водопоглинання запропонованої полімерної композиції в 2-5 разів нижче ніж у найближчому аналогу. В контрольних прикладах зразків полімерної композиції (7, 9) зменшення кількості епоксиуретанового олігомера приводить до зменшення водостійкості і стійкості до дії кислот та лугу полімерної композиції. В контрольних прикладах зразків полімерної композиції (8, 10) збільшення кількості відповідно епоксіуретанового олігомера приводить до зменьшення водостійкості і хімстійкості полімерної композиції. Розроблена композиція уможливлює проводити аварійні ремонтні роботи за будь-якої погоди (температура вище +5 °C) як на повітрі, так і в воді, та забезпечує високу хімстійкість в різних експлуатаційних умовах: дія води та розчинів лугу і неорганічних кислот. Джерела інформації:: 1. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. "Эпоксидные полимеры и композиции", М.: Химия, 1982.-181 с. 2. Патент RU 2314328, опубл. 10.01.2008. 3. Патент RU 2230082, опубл. 10.06.2004 - найближчий аналог. Таблиця 1 Склад запропонованих зразків полімерної композиції Приклади Компоненти 1* 2* 3* 4* 5** Най7 8 9 10 ближчий 6** конт. конт. конт. конт. аналог*** 100 100 100 100 100 47,5 і 40 5 45 5 45 16,0 Епоксидна смола 100 100 100 100 100 Уретановий модифікатор 10 20 зо 40 10 Амінний отверджувач (суміш 25,0 25,0 25,5 26,0 25,0 27,0 25,0 26,0 25,0 26,0 УП-0633М:УП-583Д)=1:1 2 36,5 * Приклад 1,7 - смола ЕД-20, приклад 2,8 - смола ЕД-22, приклад 3,4,9,10- смола DER 331 ** Приклади (1-4, 7-8) отримані при використанні продукту взаємодії гідроксилвмісного олігобутадієну молекулярної маси 2000 з толуілендиізоціанатом та дигліцидиловим етером 1,4бутандіолу за мольного співвідношення 1:2:2; приклади (5-6, 9-10) отримані при використанні продукту взаємодії гідроксилвмісного олігобутадієну молекулярної маси 2000 з толуілендиізоціанатом та дигліцидиловим етером 1,4-бутандіолу за мольного співвідношення 1:2:2,5 *** Найближчий аналог (патент RU 2230082). Полімерна композиція включає (мас.ч.: 1 епоксиуретановий олігомери на основі поліокситетраметиленгліколю, 2,4-толуилендіізоціанату і 2 гліцидолу, - отверджувач - кремнійорганічний діамін Таблиця 2 Фізико-механічні властивості затвердженої полімерної композиції Приклади Показник Водопоглинання за 24 год. за температури 20 °C, % Водостійкість (стійкість після витримки за температури 20 °C в воді), діб, не менше 1 2 3 4 5 6 Найближчий 7конт. аналог 0,5-0,7 0,4-0,5 0,6-0,8 0,7-0,9 0,6-0,8 0,8-1,0 0.4-0,6 360 360 360 360 360 360 360 2,5 180 Продовження таблиці 2 2 UA 68757 U Хімстійкість (стійкість після витримки за температури 20 °C), діб, не 360 менше в NaOH, 10 % розчин 180 b H2SO4, 10 % розчин 270 в Н3РО4, 10 % розчин Міцність на розтягнення після твердіння на повітрі за температури 59,8 20 °C, МПа 360 180 360 360 360 270 80 180 270 360 270 180 270 180 270 180 180 90 120 80 80 62,7 60,2 57,3 59,0 52,1 50,4 35,8 Таблиця 2 Фізико-механічні властивості затвердженої полімерної композиції (продовження) 8 конт. Показник Водопоглинання за 24 год. за температури 20 °C, % Водостійкість (стійкість після витримки за температури 20 °C в воді), діб, не менше Хімстійкість (стійкість після витримки за температури 20 °C), діб, не менше в NaOH, 10 % розчин b H2SO4, 10 % розчин в Н3РО4, 10 % розчин Міцність на розтягнення після твердіння на повітрі за температури 20 °C, МПа Приклади 9 конт. 10 конт. Найближчий аналог 1,0-1,2 0,9-1,1 1,1-1,3 2,5 270 360 270 180 270 270 270 80 90 90 90 120 90 90 80 80 50,1 49,2 48,9 35,8 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Полімерна композиція на основі епоксидної смоли, уретанового модифікатора, амінного отверджувача, яка відрізняється тим, що як модифікатор містить продукт взаємодії гідроксилвмісного олігобутадієну молекулярної маси 2000 з толуілендіізоціанатом та дигліцидиловим етером 1,4-бутандіолу за співвідношення 1:2:(2-2,5) (моль) загальної формули: (CH2CH)p , 10 де m, n, p - мольні частки; m=0,2; n=0,6; р=0,2 CH2 O R= (CH2)4 O CH2 CH CH2 O (CH2)4 O CH2 O O , як амінний отверджувач - суміш аліфатичного поліаміну з поліаміноалкілфенолом у співвідношенні 1:1, за наступним співвідношенням компонентів, м. ч.: 15 епоксидна смола 100 3 UA 68757 U уретановий модифікатор аміний отверджувач 10-40 25-27. 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 4