RU2222557C2

RU2222557C2 - Epoxide composition

Info

Publication number: RU2222557C2
Application number: RU2001122625/04A
Authority: RU
Inventors: Т.В. Лапицка; Т.В. Лапицкая; В.А. Лапицкий
Original assignee: Лапицкая Татьяна Валентиновна; Лапицкий Валентин Александрович
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2004-01-27

Abstract

FIELD: polymer materials. SUBSTANCE: epoxide composition, intended for use as binding agent for glass plastics, impregnation and caulking compounds, contains blend of 4,4'- isopropylidenediphenol epoxide resin and aliphatic epoxide resin at their weight ratio between 60:40 and 95:5, and curing system. Blended resin additionally contains benzyl alcohol at weight ratio of 4,4'- isopropylidenediphenol epoxide resin, aliphatic epoxide resin, and benzyl alcohol between 50:40:10 and 91.5:9:0.5, which are mixed for 15-50 min at 40-80 C. Above-mentioned curing system is product of heat treatment (50-90 C for 10-40 min) of isomethyltetrahydrophthalic anhydride, 1,2,30benzotriazole, imidazoles or its derivative, and epsilon-caprolactam at their weight ratio between 85:3:1:11 and 50:10:5:35, respectively. Composition generally contains 100 wt parts of epoxide resins and benzyl alcohols and 65-125 wt parts of curing system. EFFECT: increased storage and transportation stability and ensured improved physicochemical characteristics of glass plastics manufactured by continuous reeling or pultrusion techniques. 2 tbl

Description

Изобретение относится к эпоксидным композициям, предназначенным для применения в качестве связующих для стеклопластиков, пропиточных и заливочных компаундов в электро- и радиотехнике и др. целей. The invention relates to epoxy compositions intended for use as binders for fiberglass, impregnation and casting compounds in electrical and radio engineering and other purposes.

Известны эпоксидные связующие для стеклопластиков на основе эпоксидной диановой смолы с активным разбавителем - фенилглицидиловым эфиром - и отверждающей системы, состоящей из смеси изомеров металтетрагидрофталевых ангидридов (техническое название - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид) и ускорителя 2,4,6-трис (диметиламинометил)-фенола (техническая марка УП - 606(2) (см. Связующие для стеклопластиков. /Под редакцией Н.В. Королькова. - М.: Химия, 1975, 63 с. - аналог). Known epoxy binders for fiberglass based on epoxy Dianova resin with an active diluent - phenylglycidyl ether - and a curing system consisting of a mixture of isomers of metal tetrahydrophthalic anhydrides (technical name is isomethyltetrahydrophthalic anhydride) and an accelerator 2,4,6-trisomethylene (dimethyl) (UP - 606 (2) technical brand (see. Binders for fiberglass. / Edited by N.V. Korolkov. - M.: Chemistry, 1975, 63 pp. - analogue).

Недостатками такой композиции являются низкая деформационная теплостойкость, недостаточно высокие физико-механические свойства и длительный ступенчатый режим отверждения (в сумме 11 часов), что не позволяет использовать ее при изготовлении стеклопластиковых труб методом непрерывной намотки или для капельной пропитки обмотки электродвигателей, где время отверждения допускается не более 5-15 мин и требуются высокие прочностные когезионные и адгезионные показатели. The disadvantages of this composition are low deformation resistance, insufficiently high physical and mechanical properties and a long stepwise curing mode (11 hours in total), which does not allow its use in the manufacture of fiberglass pipes by continuous winding or for drip impregnation of the winding of electric motors, where the curing time is allowed not more than 5-15 minutes and high strength cohesive and adhesive indicators are required.

Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является эпоксидная композиция, состоящая из смоляной части, представляющей собой смесь эпоксидной диановой и алифатической смол в соотношении 94:6 до 50:50 и отверждающей системы, представляющей собой продукт взаимодействия жидкой смеси изомерных метилтетрагидрофталевых ангидридов, имидазола, ε-капролактама и 4,4-бис(N,N-диметилуреидо)дифенилметана при массовом соотношении 95:0,2:4,6: 0,2 - 55:3:35:5 при соотношении компонентов:
Смоляная часть - 100
Отверждающая система - 50-120
(см. Рос. Патент 2078093, 14.02.95. Б.И. 12, 1997 г.)
Недостатками указанной композиции являются малый срок хранения отверждающей системы и изменение ее свойств при транспортировке в зимних условиях, а также сравнительно невысокие физико-механические показатели стеклопластиковых труб или профилей на ее основе, полученных методом непрерывной намотки или пультрузии.The closest prototype of the proposed technical solution is an epoxy composition consisting of a resin part, which is a mixture of epoxy diane and aliphatic resins in a ratio of 94: 6 to 50:50 and a curing system, which is a product of the interaction of a liquid mixture of isomeric methyltetrahydrophthalic anhydrides, imidazole, ε-caprolactam and 4,4-bis (N, N-dimethylureido) diphenylmethane in a weight ratio of 95: 0.2: 4.6: 0.2 to 55: 3: 35: 5 in a ratio of components:
Resin part - 100
Curing System - 50-120
(see Ros. Patent 2078093, 02.14.95. B.I. 12, 1997)
The disadvantages of this composition are the short shelf life of the curing system and the change in its properties during transportation in winter conditions, as well as the relatively low physical and mechanical properties of fiberglass pipes or profiles based on it, obtained by continuous winding or pultrusion.

Целью заявляемого изобретения является эпоксидная композиция с улучшенными технологическими свойствами, в первую очередь стабильностью при хранении и транспортировке, и обеспечение повышенных физико-механических свойств стеклопластиков, получаемых методами непрерывной намотки или пультрузии. The aim of the invention is an epoxy composition with improved technological properties, primarily stability during storage and transportation, and the provision of increased physical and mechanical properties of fiberglass obtained by continuous winding or pultrusion.

Поставленная цель достигается тем, что в смоляной части, состоящей из смеси эпоксидных диановой (ЭД) и алифатической (АЭС) смол, она дополнительно содержит бензиловый спирт (БС) при соотношении ЭД:АЭС:БС 50:40:40 - 90:8:2, а в качестве отверждающей системы - продукт термической обработки при 50-90^oС изометилтетрагидрофталевого ангидрида (А), 1,2,3-бензотриазола (Б), имидазола или его производного (В) и ε-капролактама (Г) в соотношении А:Б:В: Г 85:3:1:11 - 50:10:5:35, при этом композиция содержит, мас. ч.:
Смоляная часть - 100
Отверждающая система - 65-125
Пример 1.This goal is achieved by the fact that in the resin part, consisting of a mixture of epoxy Diane (ED) and aliphatic (NPP) resins, it additionally contains benzyl alcohol (BS) with a ratio of ED: NPP: BS 50:40:40 - 90: 8: 2, and as a curing system - the product of heat treatment at 50-90 ^o With isomethyltetrahydrophthalic anhydride (A), 1,2,3-benzotriazole (B), imidazole or its derivative (C) and ε-caprolactam (G) in the ratio A: B: H: D 85: 3: 1: 11 - 50: 10: 5: 35, while the composition contains, by weight. hours:
Resin part - 100
Curing System - 65-125
Example 1

В реактор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают последовательно эпоксидную диановую смолу марки ЭД-20 (ЭД), алифатическую смолу, технический диглицидиловый эфир диэтиленгликоля марки ДЭГ-1 (АЭС) и бензиловый спирт (БС) в соотношении ЭД:АЭС:БС:=70:24:6. Температуру при непрерывном перемешивании поднимают до 60^oС и перемешивают 15 мин.In a reactor equipped with heating and a stirrer, an ED-20 (ED) grade epoxy resin, an aliphatic resin, a DEG-1 grade diethylene glycol technical diglycidyl ether (NPP) and benzyl alcohol (BS) in the ratio ED: NPP: BS: = are sequentially loaded in a ratio of ED: NPP: BS: = 70: 24: 6. The temperature with continuous stirring was raised to 60 ^{° C.} and stirred for 15 minutes.

В другой реактор последовательно загружают технические продукты - изометилтетрагидрофталевый ангидрид (А), 1,2,3-бензотриазол (Б), метилимидазол (В) и ε--капролактам (Г) в соотношении А:Б:В:Г=67,5:6,5:3:23 и при постоянном перемешивании температуру поднимают до 70^oС. При этой температуре смесь при постоянном перемешивании выдерживают в течение 20 мин, причем в процессе перемешивания вначале включают обогрев, а затем охлаждение, т.к. через 8 мин происходит экзотермическая реакция.Technical products are sequentially loaded into another reactor - isomethyltetrahydrophthalic anhydride (A), 1,2,3-benzotriazole (B), methylimidazole (C) and ε - caprolactam (G) in the ratio A: B: C: G = 67.5 : 6.5: 3: 23 and with constant stirring, the temperature is raised to 70 ^o C. At this temperature, the mixture with constant stirring is kept for 20 minutes, and in the process of mixing, first turn on heating, and then cooling, because after 8 min, an exothermic reaction occurs.

Смоляную часть и отверждающую систему упаковывают в герметическую металлическую тару и поставляют на переработку в соотношении, мас.ч.:
Смоляная часть - 100
Отверждающая система - 95
Изготовление стеклопластика производится на установке непрерывной намотки труб или установке получения профилей непрерывным методом (пультрузией), в ванну которых заливается связующее, перемешанное при комнатной температуре, при отверждении в зоне прогрева в течение 5 мин при 180^oС с последующей термообработкой стеклопластиков при 150^oС в течение 2 ч.The resin part and the curing system are packed in a sealed metal container and delivered for processing in the ratio, parts by weight:
Resin part - 100
Curing System - 95
Fiberglass fabrication is carried out at a continuous pipe winding installation or a profile production unit using the continuous method (pultrusion), in the bath of which a binder is mixed at room temperature, cured in the heating zone for 5 minutes at 180 ^° C, followed by heat treatment of fiberglass at 150 ^° C within 2 hours

Примеры 2-8 осуществляют аналогично примеру 1 с использованием соотношений и параметров, представленных в табл. 1. Examples 2-8 are carried out analogously to example 1 using the ratios and parameters presented in table. 1.

Свойства заявляемой эпоксидной композиции по примерам 1-8 и стеклопластиков на ее основе, полученных методом непрерывной намотки с использованием стеклоровингов из бесщелочного стекловолокна (диаметр волокна 13 микрон, замасливатель 76), в сравнении с прототипом и аналогом приведены в табл. 1. Условия получения стеклопластиков по примеру 1. The properties of the inventive epoxy composition according to examples 1-8 and fiberglass based on it, obtained by continuous winding using alkali-free glass rovings (fiber diameter 13 microns, sizing 76), in comparison with the prototype and analog are given in table. 1. The conditions for the production of fiberglass according to example 1.

Как видно из приведенной табл. 2 поставленная цель заявляемого решения достигается, а само решение имеет существенные преимущества перед прототипом и аналогом. As can be seen from the above table. 2 the goal of the proposed solution is achieved, and the solution itself has significant advantages over the prototype and analogue.

Claims

An epoxy composition for fiberglass, impregnation and casting compounds containing a mixture of epoxy Diane and aliphatic epoxy resins at a mass ratio of 60:40 - 95: 5 and a curing system, characterized in that the resin mixture further comprises benzyl alcohol at a mass ratio of epoxy Dianova, aliphatic epoxy resin and benzyl alcohol in the range of 50:40:10 - 91.5: 8: 0.5, which are mixed at 40-80 ° C for 15-50 minutes, and as a curing system - the product of heat treatment at 50 -90 ° C for f 10-40 min of isomethyltetrahydrophthalic anhydride, 1,2,3-benzotriazole, imidazole or its derivative and ε-caprolactam in their mass ratio respectively 85: 3: 1: 11 - 50: 10: 5: 35, while the composition contains, parts by weight:

A mixture of epoxy diane resin,

aliphatic epoxy and

benzyl alcohol 100

Curing system 65 - 125