Полімерна композиція холодного отвердіння

Реферат: Полімерна композиція холодного отвердіння на основі епоксидної діанової смоли, амінного отверджувача, розріджувача, як амінний отверджувач містить продукт взаємодії олігоциклокарбонату 1,4-бутандіолу з аміноетилпіперазином за співвідношення від 1:2,2 до 1:4,4 (моль), за такого співвідношення компонентів, м. ч.: епоксидна діанова смола 100 амінний отверджувач 63-79 розріджувач 5-40. UA 82276 U (54) ПОЛІМЕРНА КОМПОЗИЦІЯ ХОЛОДНОГО ОТВЕРДІННЯ UA 82276 U UA 82276 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до полімерних композицій холодного отвердіння на основі епоксидних діанових смол і призначена для застосування в громадському будівництві, машинобудуванні, трубопровідному транспорті для захисту, герметизації та ремонту бетонних, металевих поверхонь, а також як заливальний компаунд в електротехніці. Відомі композиції холодного отвердіння на основі епоксидної діанової смоли і амінних отвержувачів для захисту бетонних, металевих поверхонь [1-3], але їх показники міцності на розтягнення, вигинання та стиснення за низьких температур (до +5 °C) невисокі, а час гелеутворення занадто великий для виконання швидких ремонтних робіт. Прототипом запропонованої корисної моделі є композиція холодного отвердіння, яка містить смолу епоксидну діанову - 20-95; епоксиноволакову смолу - 5-80; розріджувач - 2-50; карбонову кислоту - 1-40; порошковий наповнювач - 20-800; отверджувач 0-60 [4]. Композиція містить нереакційноздатний розріджувач, що знижує фізико-механічні показники: міцність при розтягнені, зсув та стиснення. Вона не має високих показників міцності при отвердінні в умовах низьких температур та витримки протягом короткого періоду часу (до 12 годин), що не дозволяє надійно експлуатувати її при швидкому ремонті та в зимовий період. Задачею корисної моделі є створення полімерної композиції холодного отвердіння, в якій за рахунок підбору якісного та кількісного складу компонентів забезпечуються високі механічні властивості при отвердінні в умовах низької температури (до +5 °C) та протягом короткого періоду часу (до 12 годин). Поставлена задача вирішується тим, що полімерна композиція холодного отвердіння, що включає епоксидну діанову смолу, амінний отверджувач, розріджувач, згідно з запропонованою корисною моделлю, містить, як амінний отверджувач - продукт взаємодії олігоциклокарбонату 1,4-бутандіолу з аміноетилпіперазином за співвідношення від 1:2,2 до 1:4,4 (моль), як розріджувач: моногліцидиловий етер суміші спиртів С 12-С14, або дигліцидиловий етер поліоксипропілендіолу, або тригліцидиловий етер поліоксипропілентріолу, за співвідношення компонентів, м. ч.: епоксидна діанова смола 100 амінний отверджувач 63-79 розріджувач 5-40. Амінний отверджувач отримують в реакторі, який забезпечений електричною мішалкою, обігрівачем та охолоджувачем. Спочатку в реактор завантажують аміноетилпіперазин (283,8 г), до якого прикапуванням при перемішуванні додають олігоциклокарбонат 1,4-бутандіолу (348 г). Нагрівають реактор до температури 60-70 °C. Після повного додавання олігоциклокарбонату 1,4-бутандіолу продовжують перемішування протягом 120 хв. Реактор охолоджують. Продукт 3 реакції має амінний еквівалент 277 г/екв., густину 1,17 г/см , в'язкість за 50 °C 3,5 Пас. Для отримання отверджувача з меншим значенням в'язкості (за 50 °C 1,5 Пас) збільшують кількість аміноетилпіперазину до 567,6 г. Для прикладів нами використані моногліцидиловий етер суміші спиртів С 12-С14 з масовою часткою епоксидних груп 14,3 % та в'язкістю за 25 °C 15 мПас, дигліцидиловий етер поліоксипропілендіолу з масовою часткою епоксидних груп 10,0 % та в'язкістю за 25 °C 105 мПас, тригліцидиловий етер поліоксипропілентріолу з масовою часткою епоксидних груп 16,1 та в'язкістю за 25 °C 140 мПас. Полімерну композицію одержують за такою технологією виготовлення. В епоксидну діанову смолу вносять або моногліцидиловий етер суміші спиртів С 12-С14, або дигліцидиловий етер поліоксипропілендіолу, або тригліцидиловий етер поліоксипропілентріолу, отверджувач в указаній послідовності при постійному перемішуванні суміші 5-10 хвилин після внесення кожного компонента. Отримана композиція має температуру склування 55-75 °C, життєздатність за 20 °C 10-30 хв. Оптимальні та контрольні приклади наведені в табл. 1. В табл. 2 наведено фізико-механічні властивості полімерних матеріалів. Як видно з табл. 2 запропонована композиція має більші значення міцності на розтягнення, вигинання та стиснення в порівнянні з відомою композицією. Найбільш оптимальні результати досягаються у прикладі № 8, де через 12 годин за 25 °C міцність на розтягнення композиції зростає в 2,7 разу; міцність на вигинання зростає в 16 разів в порівнянні з відомою композицією. Після отвердження композиції за 5 °C через 24 години міцність на розтягнення композиції зростає в 1,7 разу, міцність на вигинання зростає в 16 разів, міцність на стиснення зростає в 1,5 разу. Менші значення часу гелеутворення та характер зростання міцності дозволяє використовувати композицію при швидкому ремонті. В контрольних прикладах 10, 12, 14 зменшення кількості відповідно моногліцидилового етеру суміші спиртів С12-С14, або дигліцидилового етеру поліоксипропілендіолу або 1 UA 82276 U 5 10 тригліцидилового етеру поліоксипропілентріолу приводить до зменшення міцності полімерної композиції на розтягнення, вигинання, стиснення. В контрольних прикладах 11, 13, 15 збільшення кількості відповідно моногліцидилового етеру суміші спиртів С 12-С14, або дигліцидилового етеру поліоксипропілендіолу або тригліцидилового етеру поліоксипропілентріолу приводить також до зменшення міцності композиції на розтягнення, вигинання, стиснення. Розроблена композиція дозволяє проводити швидкі ремонтні роботи при будь-якій погоді (температура вище +5 °C) як влітку, так і взимку та забезпечує високу міцність при розтягненні, вигинанні, стисненні. Запропонована композиція може бути використана в громадському будівництві, машинобудуванні, трубопровідному транспорті для захисту, герметизації та ремонту бетонних, металевих поверхонь, а також як заливальний компаунд в електротехніці. Таблиця 1 Склад запропонованих зразків полімерних композицій Компоненти 1 Вміст компонентів в композиціях за прикладами, мас. ч. 10 11 Прото2 3 4 5 6 7 8 9 конт. конт. тип* Епоксидна діанова смола 100 100 100 100 100 100 100 (DER 331) Моногліцидиловий етер 5 20 40 суміші спиртів С12-С14 Дигліцидиловий етер 5 20 40 поліоксипропілендіолу Тригліцидиловий етер 5 поліоксипропілентріолу Продукт взаємодії олігоциклокарбонату 1,465 69 76 63 66 72 66 бутандіолу з аміноетилпіперазином** 1 100 100 100 100 55 3 45 30 3 15 2 20 40 112,5 6 37,5 71 79 63 2 4 5 80 7 15 *Прототип (патент RU 2220991). Полімерна композиція включає (мас. ч.): смолу епоксидну 1 2 3 4 5 ЕД-22 -55; смолу епоксиноволакову ЕН-6 -30; бутанол-1 -15; оцтову кислоту -2; маршаліт 6 7 112,5; крейду -37,5; ТЕПА -15. **В прикладах 1-8, 10-14 амінний отверджувач - продукт взаємодії олігоциклокарбонату 1,4бутандіолу з аміноетилпіперазином за співвідношення 1:2,2; в прикладах 9, 15 - за співвідношення 1:4,4 Таблиця 1 Склад запропонованих зразків полімерних композицій (продовження) Вміст компонентів в композиціях за прикладами, мас. ч 12 конт. 13 конт. 14 конт. 15 конт. Прототип* 1 Епоксидна діанова смола (DER 331) 100 100 100 100 55 2 30 Моногліцидиловий етер суміші спиртів С12-С14 3 15 4 Дигліцидиловий етер поліоксипропілендіолу 3 45 2 5 112,5 Тригліцидиловий етер поліоксипропілентріолу 3 45 6 37,5 Продукт взаємодії олігоциклокарбонату 1,47 62 74 65 81 15 бутандіолу з аміноетилпіперазином Компоненти *Прототип (патент RU 2220991). Полімерна композиція включає (мас. ч.): смолу епоксидну 1 2 3 4 5 ЕД-22 -55; смолу епоксиноволакову ЕН-6 -30; бутанол-1 -15; оцтову кислоту -2; маршаліт 6 7 112,5; крейду -37,5; ТЕПА -15. 15 2 UA 82276 U Таблиця 2 Фізико-механічні властивості полімерних композицій холодного отвердіння Показник Час гелеутворення за Т=20 °C, хв. Міцність на розтягнення через 12 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на розтягнення через 24 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на розтягнення через 24 год. за Т=5 °C, МПа Міцність на вигинання через 12 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на вигинання через 24 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на вигинання через 24 год. за Т=5 °C, МПа Міцність на стиснення через 24 год. за Т=5 °C, МПа Міцність на стиснення через 24 год. за Т=25 °C, МПа 1 15 2 25 3 35 Приклади 4 5 13 23 6 32 7 11 Прототип 150 34 30 25 40 42 35 44 18 44 46 41 46 52 43 49 34 17 18 16 19 20 17 19 13 35 45 32 45 47 39 47 3,1 62 64 59 63 66 61 63 5,5 29 30 28 30 31 29 30 2,2 35 37 34 37 40 36 37 32 81 85 80 84 90 83 86 75 Таблиця 2 Фізико-механічні властивості полімерних композицій холодного отвердіння (продовження) Показник 49 39 25 17 34 27 30 29 18 58 52 34 25 35 32 35 33 34 23 21 12 9 13 12 13 12 13 51 48 24 22 28 25 29 28 3,1 71 64 52 47 50 46 52 48 5,5 36 32 24 22 26 22 27 25 2,2 49 42 31 30 32 30 32 29 32 97 89 74 70 76 71 76 72 75 8 Час гелеутворення за Т=25 °C, хв. Міцність на розтягнення через 12 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на розтягнення через 24 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на розтягнення через 24 год. за Т=5 °C, МПа Міцність на вигинання через 12 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на вигинання через 24 год. за Т=25 °C, МПа Міцність на вигинання через 24 год. за Т=5 °C, МПа Міцність на стиснення через 24 год. за Т=5 °C, МПа Міцність на стиснення через 24 год. за Т=25 °C, МПа 5 20 Приклади 10 11 12 13 14 15 9 Прототип Конт. Конт. Конт. Конт. Конт. Конт. 27 20 45 15 40 19 40 150 Джерела інформації: 1. Патент RU 2186802, опубл. 10.08.2002 2. Патент RU 2207349, опубл. 27.06.2003 3. Патент RU 2186801, опубл. 10.08.2002 4. Патент RU 2220991, опубл. 10.01.2004 - прототип ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 1. Полімерна композиція холодного отвердіння на основі епоксидної діанової смоли, амінного отверджувача, розріджувача, яка відрізняється тим, що як амінний отверджувач містить 3 UA 82276 U 5 продукт взаємодії олігоциклокарбонату 1,4-бутандіолу з аміноетилпіперазином за співвідношення від 1:2,2 до 1:4,4 (моль), за такого співвідношення компонентів, м. ч.: епоксидна діанова смола 100 амінний отверджувач 63-79 розріджувач 5-40. 2. Полімерна композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що як розріджувач містить моногліцидиловий етер суміші спиртів С12-С14. 3. Полімерна композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що як розріджувач містить дигліцидиловий етер поліоксипропілендіолу або тригліцидиловий етер поліоксипропілентріолу. Комп’ютерна верстка М. Мацело 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