×
20.01.2018
218.016.113b

Эпоксидная композиция

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксиангидридной смеси, которые могут быть использованы в различных отраслях машиностроения, строительства, а также в производстве стеклопластика. Эпоксидная композиция содержит эпоксиангидридную смесь и наночастицы оксида алюминия с размерами 5-20 нм при следующем соотношении компонентов (мас.%): эпоксиангидридная смесь 70,0-99,5, наночастицы оксида алюминия 0,5-30,0. Композицию предварительно обрабатывают ультразвуком при частоте 22 кГц в течение времени, обеспечивающего равномерное распределение наночастиц в объеме композиции. Эпоксиангидридная смесь содержит эпоксидную диановую смолу ЭД-20, ангидридный отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА), пластификатор ЭДОС, ускоритель УП-606/2 при соотношении (мас.ч.) эпоксидная диановая смола ЭД-20:изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА):пластификатор ЭДОС:ускоритель УП-606/2 - 100:80:5:1,5 соответственно. Техническим результатом настоящего изобретения является создание эпоксидной композиции с повышенными трибологическими и механическими свойствами, а также повышение качественных характеристик изделий из композиции и расширение сферы применения композита за счет однородности структуры. 1 табл., 9 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к полимерным композициям на основе эпоксиангидридной смеси, которые могут быть использованы в различных отраслях машиностроения, строительства, а также в производстве стеклопластика.

Среди материалов, обеспечивающих повышение износостойкости, все более заметную роль играют полимеры и композиционные материалы на их основе, в частности эпоксидные композиты, которые отличаются высокими физико-механическими и адгезионными свойствами. Наиболее существенную роль в придании композитам механических заданных свойств играет наполнитель; свойства дисперсно-упрочненного композита во многом определяются природой и дисперсностью наполнителя; для создания абразивостойкой композиции в большинстве случаев в качестве наполнителя используются оксиды металлов и кремния.

Известна эпоксидная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид, 2,4,6-трис-(диметиламинометил)фенол и модификатор эпоксиуретановую смолу [RU 2345106 С1, 27.01.2009].

Недостатком композиции является недостаточная стойкость к абразивному износу (снижению истираемости).

Известна эпоксидная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид, триэтаноламин, оксид алюминия и дополнительно эпоксидную алифатическую смолу [SU 1541227 А1, 07.02.1990].

Недостатком композиции является невысокая прочность, так как размер частиц оксида алюминия находится в пределах десятков мкм, и это приводит к образованию дефективных участков из-за того, что частицы не могут свободно располагаться в межструктурных пространствах полимера.

В работе [Ненашев М.И. и др. Триботехнические свойства нанокомпозитов на основе эпоксидной смолы // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. №4 (3). С. 839-841] исследовано влияние порошков слюды, корунда, резины, дисульфида вольфрама, фторопласта и ультрадисперсного алмаза на изнашивание эпоксидных композиционных материалов. Результаты исследований показали, что наименьшим износом обладает эпоксидный композиционный материал, наполненный порошком резины, фторопласта и корунда.

Недостатком работы является отсутствие детальных исследований ультрадисперсного порошка оксида алюминия, которые, в свою очередь, ограничивают сферу применения в различных отраслях машиностроения из-за высокой склонности к разрушению.

Наиболее близкой к заявленной композиции является эпоксидная композиция [RU 2160291 С1, 10.12.2000], включающая эпоксиангидридную смесь и ультрадисперсный порошок оксида алюминия.

Составы на основе известного связующего могут быть использованы в качестве связующего для производства стеклопластиковых материалов, но не могут быть использованы для получения изделий с высокими трибологическими свойствами, так как ультрадисперсные порошки с диаметром частиц 20-30 нм распределяются в межструктурных пространствах полимера при малом добавлении такого порошка, что не достаточно для абразивостойкости.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание эпоксидной композиции с повышенными трибологическими и механическими свойствами, а также повышение качественных характеристик изделий из композиции и расширение сферы применения композита за счет однородности структуры.

Технический результат достигается тем, что эпоксидная композиция, содержащая эпоксиангидридную смесь и частицы оксида алюминия, отличается от аналога тем, что композиция наполнена наночастицами оксида алюминия с размерами 5-20 нм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

эпоксиангидридная смесь 70-99,5
наночастицы оксида алюминия 0,5-30,0,

при этом композицию предварительно обрабатывают ультразвуком при частоте 22 кГц в течение времени, обеспечивающего равномерное распределение наночастиц в объеме композиции.

Эпоксиангидридная смесь содержит эпоксидную диановую смолу ЭД-20, ангидридный отвердитель - изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА), пластификатор ЭДОС, ускоритель УП-606/2 при соотношении эпоксидная диановая смола ЭД-20:изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА):пластификатор ЭДОС:ускоритель УП-606/2 - 100:80:5:1,5 соответственно.

Наночастицы обладают высокой поверхностной энергией, что приводит к высокой степени их агломерации. Существует проблема равномерного распределения наночастиц в объеме композиций. Заявленное изобретение решает эту проблему. Обработка ультразвуком наполненной наночастицами оксида алюминия эпоксиангидридной смеси при определенных условиях обеспечивает равномерное распределение частиц в объеме композиции.

Применение наночастиц оксида алюминия для создания композитов на основе эпоксиангидридной смеси дает ряд преимуществ: нанокомпозиты имеют однородную структуру; нанопорошок оксида алюминия проявляет «нехарактерные» свойства для составляющих их материалов, т.к. наночастицы оксида алюминия обладают специфическим набором кислотно-основных свойств (точка нулевого заряда, константы поверхностного комплексообразования (рКа), формирующие заряд и потенциал поверхности), обусловливающей их физико-химическую активность, что обеспечивает расширение сферы применения заявленной композиции.

Точка нулевого заряда для оксида алюминия рН=8.2 лежит в щелочной области, т.е. на поверхности преобладают центры, являющиеся донорами электронов: Al-O- (кислоты Льюиса). Известно, что кислоты Льюиса вызывают процессы гомополимеризации эпоксидного олигомера, увеличивая тем самым жесткость граничного слоя в композите.

Выполнение композиции согласно изобретению позволило повысить трибологические, механические свойства и качественные показатели композита за счет однородности структуры.

Способ осуществлялся следующим образом.

Эпоксидную композицию берут при следующем соотношении компонентов, мас.%:

эпоксиангидридная смесь 70-99,5
наночастицы оксида алюминия 0,5-30,0

Наночастицы оксида алюминия имеют размеры 5-20 нм [Сафронов А.П. и др. Самостабилизация водных суспензий наночастиц оксида алюминия, полученных электровзрывным методом // Журнал физической химии. 2011. Т. 84. №12. С. 2319-2324].

Наполненную композицию для обеспечения равномерного распределения частиц в объеме эпоксиангидридной смеси и повышения качества обрабатывали ультразвуком. Распределение наночастиц оксида алюминия в полимерной матрице проводили с помощью ультразвукового генератора IL - 10-0.1 с частотой 22 кГц, с мощностью 1000 Вт.

Свойства полученных композиционных материалов исследовали и характеризовали с помощью стандартных методик. Разрушающее напряжение при растяжении и изгибе определяли соответственно по ГОСТу 11262-80 и 4648-71 с помощью испытательной машины ИР 5057-50. Истираемость определяли по ГОСТу 11012-69.

Температура стеклования была определена по данным дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Свойства композита, полученного из наполненной эпоксиангидридной смеси с добавкой наночастиц оксида алюминия приведены в таблице 1.

Примеры осуществления.

Пример 1.

Предварительно готовят эпоксиангидридную смесь. Берут:

- эпоксидная диановая смола (ЭД-20) - 100 мас.ч.;

- изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изо-МТГФА) -80 мас.ч.;

- пластификатор (ЭДОС) -5 мас.ч.;

- ускоритель (УП-606/2) - 1,5 мас.ч.

Компоненты перемешивают механической мешалкой в течение 30 мин.

Полученную смесь наполняют наночастицами оксида алюминия с размерами 5-20 нм. Берут 99.5 мас.% приготовленной эпоксиангидридной смеси и добавляют 0,5 мас.% наночастиц оксида алюминия и эту смесь подвергают ультразвуковому воздействию с помощью ультразвукового генератора IL при частоте 22 кГц в течение 15 мин. После чего эту смесь заливают в металлические формы и отверждают по ступенчатому режиму: 100°C - 1 ч, 160°C - 3 ч, 100°C - 1 ч. Свойства и характеристики полученной композиции приведены в табл. 1.

Примеры 2-9 осуществляют аналогично примеру 1, свойства и характеристики полученных композиций указаны в таблице 1.

Проведенные исследования показали, что модификация стандартной эпоксиангидридной смеси на основе ЭД-20 и изо-МТГФА наноструктурированным оксидом алюминия позволяет значительно повысить однородность структуры, модуль упругости (на 14%) и износостойкость (в 2 раза) полученного материала по сравнению с аналогом [Ненашев М.И. и др. Триботехнические свойства нанокомпозитов на основе эпоксидной смолы // Известия Самарского научного центра РАН. 2011. Т. 13. №4 (3). С. 839-841]. Содержание наночастиц оксида алюминия в смеси зависит от требуемых потребительских и/или эксплуатационных свойств конечных изделий и составляет от 0.5-30%. Дальнейшее повышение количества наночастиц в смеси не приводит к улучшению свойств изделий (композита).

Применение ультразвукового воздействия на любые наполненные смеси на основе эпоксидиановых олигомеров обеспечивает равномерное распределение наночастиц оксида алюминия в объеме композиции.

Таким образом, использование заявляемого изобретения позволит повысить качество изделий за счет улучшенных трибологических, механических свойств и характеристик эпоксидной композиции, которые могут быть использованы в машиностроении, строительстве.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 55 items.
10.04.2013
№216.012.3351

Клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера

Изобретение относится к области клеевых композиций и может применяться для склеивания металлических изделий и устранения дефектов металлоконструкций. Композиция содержит, мас.ч.: эпоксидный олигомер 100, отвердитель 14, диоксид кремния, аппретированный γ-аминопропилтриэтоксисиланом 200, железо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478680
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4c34

Способ получения 2,6-диизоборнил-4-метилфенола

Изобретение относится к способу получения 2,6-диизоборнил-4-метилфенола, который представляет интерес в качестве антиоксиданта и стабилизатора полимерных материалов. Способ заключается в алкилировании п-крезола камфеном в качестве терпена при нагревании в присутствии катализатора, выбранного из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485090
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.602e

Способ получения диметилсульфона

Изобретение относится к способу получения диметилсульфона ((CH)SO), который может быть использован органическом синтезе, фармацевтической промышленности, в производстве красителей, лекарственных средств в качестве противоспалительного средства, для лечения заболеваний суставов, помогает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490254
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6b7e

Способ получения титансодержащих целлюлозных материалов

Изобретение относится к области получения титансодержащих целлюлозных материалов и может быть использовано для модифицирования целлюлозных и лигноцеллюлозных материалов и при получении их производных для специальных целей. Способ включает деструкцию лигноцеллюлозных материалов в результате...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493169
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6b81

Способ переработки древесной зелени пихты

Изобретение относится к области обработки растительного сырья, а именно древесной зелени пихты с целью выделения из нее пектиновых полисахаридов и тритерпеновых кислот. Способ переработки древесной зелени пихты предусматривает измельчение сырья, обработку сырья водным раствором щелочи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493172
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.11.2013
№216.012.7d9b

Гидрофильный конъюгат гидроксиэтилкрахмала и 2,6-диизоборнил-4-метилфенола

Изобретение относится к производным крахмала, а именно к гидрофильным конъюгатам гидроксиэтилкрахмала и 2,6-диизоборнил-4-метилфенола. Получен водорастворимый конъюгат, содержащий гидроксиэтилкрахмал и фрагменты 2,6-диизоборнил-4-метиленфенола, связанные с полисахаридом простой эфирной связью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497828
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.03.2014
№216.012.a95e

Способ получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4

Настоящее изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4. Способ заключается в окислении 3α,4β-дигидрокси-10β-пинана в диметилформамиде без или в присутствии катализаторов MoCl или Мо(СО) в течение 1-2 часов при пропускании тока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509073
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.05.2014
№216.012.c6fc

Новые производные 2,6-диизоборнилфенола и способ их получения

Изобретение относится к новым производным 2,6-диизоборнилфенола, обладающим антиоксидантной активностью. В общей формуле соединения R=С(ОМе), СООМе и СООН. Изобретение также относится к способу получения указанных соединений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516699
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.09.2014
№216.012.f3e6

Способ получения микрокристаллической целлюлозы

Изобретение относится к области химии целлюлозы и ее модифицирования. Способ получения микрокристаллической целлюлозы включает деструкцию целлюлозы, промывку продукта водой и основаниями, сушку. Целлюлозосодержащий материал обрабатывают растворами гетерополикислот в воде, растворами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528261
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.12.2014
№216.013.126e

Эпоксидная композиция для высокопрочных, щелочестойких конструкций

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых материалов, которые могут быть использованы при изготовлении строительной арматуры для упрочнения бетонных конструкций. Эпоксидная композиция горячего отверждения для изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536141
Дата охранного документа: 20.12.2014
Showing 1-10 of 44 items.
10.04.2013
№216.012.3351

Клеевая композиция на основе эпоксидного олигомера

Изобретение относится к области клеевых композиций и может применяться для склеивания металлических изделий и устранения дефектов металлоконструкций. Композиция содержит, мас.ч.: эпоксидный олигомер 100, отвердитель 14, диоксид кремния, аппретированный γ-аминопропилтриэтоксисиланом 200, железо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478680
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2013
№216.012.4c34

Способ получения 2,6-диизоборнил-4-метилфенола

Изобретение относится к способу получения 2,6-диизоборнил-4-метилфенола, который представляет интерес в качестве антиоксиданта и стабилизатора полимерных материалов. Способ заключается в алкилировании п-крезола камфеном в качестве терпена при нагревании в присутствии катализатора, выбранного из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485090
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.602e

Способ получения диметилсульфона

Изобретение относится к способу получения диметилсульфона ((CH)SO), который может быть использован органическом синтезе, фармацевтической промышленности, в производстве красителей, лекарственных средств в качестве противоспалительного средства, для лечения заболеваний суставов, помогает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490254
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.09.2013
№216.012.6b7e

Способ получения титансодержащих целлюлозных материалов

Изобретение относится к области получения титансодержащих целлюлозных материалов и может быть использовано для модифицирования целлюлозных и лигноцеллюлозных материалов и при получении их производных для специальных целей. Способ включает деструкцию лигноцеллюлозных материалов в результате...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493169
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6b81

Способ переработки древесной зелени пихты

Изобретение относится к области обработки растительного сырья, а именно древесной зелени пихты с целью выделения из нее пектиновых полисахаридов и тритерпеновых кислот. Способ переработки древесной зелени пихты предусматривает измельчение сырья, обработку сырья водным раствором щелочи,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493172
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.11.2013
№216.012.7d9b

Гидрофильный конъюгат гидроксиэтилкрахмала и 2,6-диизоборнил-4-метилфенола

Изобретение относится к производным крахмала, а именно к гидрофильным конъюгатам гидроксиэтилкрахмала и 2,6-диизоборнил-4-метилфенола. Получен водорастворимый конъюгат, содержащий гидроксиэтилкрахмал и фрагменты 2,6-диизоборнил-4-метиленфенола, связанные с полисахаридом простой эфирной связью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497828
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.03.2014
№216.012.a95e

Способ получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4

Настоящее изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу получения 3α-гидрокси-10β-пинанона-4. Способ заключается в окислении 3α,4β-дигидрокси-10β-пинана в диметилформамиде без или в присутствии катализаторов MoCl или Мо(СО) в течение 1-2 часов при пропускании тока...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509073
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.05.2014
№216.012.c6fc

Новые производные 2,6-диизоборнилфенола и способ их получения

Изобретение относится к новым производным 2,6-диизоборнилфенола, обладающим антиоксидантной активностью. В общей формуле соединения R=С(ОМе), СООМе и СООН. Изобретение также относится к способу получения указанных соединений. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516699
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.09.2014
№216.012.f3e6

Способ получения микрокристаллической целлюлозы

Изобретение относится к области химии целлюлозы и ее модифицирования. Способ получения микрокристаллической целлюлозы включает деструкцию целлюлозы, промывку продукта водой и основаниями, сушку. Целлюлозосодержащий материал обрабатывают растворами гетерополикислот в воде, растворами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528261
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.12.2014
№216.013.126e

Эпоксидная композиция для высокопрочных, щелочестойких конструкций

Изобретение относится к эпоксидной композиции для получения высокопрочных, тепло-, щелочестойких стеклопластиковых материалов, которые могут быть использованы при изготовлении строительной арматуры для упрочнения бетонных конструкций. Эпоксидная композиция горячего отверждения для изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536141
Дата охранного документа: 20.12.2014
+ добавить свой РИД