Результат интеллектуальной деятельности: ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к негорючим полимерным композициям холодного отверждения с наполнителем в виде полых стеклянных микросфер, предназначенным для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов (в том числе для ремонтных работ), заделки торцов и упрочнения участков сотовых конструкций, используемых в авиационной технике.

Известна композиция холодного отверждения, содержащая резольную фенолоформальдегидную смолу, отвердитель - продукт взаимодействия сульфофенолмочевины, формальдегида и ортофосфорной кислоты, пластификатор - смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, и полые микросферы (патент РФ №2186799).

Композиция предназначена для местного упрочнения конструкций в зонах установки крепежа, заделки торцев и заполнения пустот в деталях из полимерных композиционных материалов.

Недостатками этой композиции является низкая прочность при сжатии после отверждения в течение 6-12 часов при комнатной температуре и низкая ударная вязкость.

Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную смолу, амидоамин, активный разбавитель, полые стеклянные микросферы, силику коллоидную и стеклянные волокна, предназначенная для создания изоляционных слоев на поверхности металлических конструкций (заявка WO 99/57182).

Недостатком этой композиции является то, что она обладает недостаточно высокой прочностью при сжатии и является сгорающей.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является полимерная композиция следующего состава, мас.ч.:

(патент РФ №2220990).

Композиция служит для заполнения участков сотовых конструкций, используемых в авиационной технике.

Недостатком композиции прототипа является то, что она обладает низкой прочностью при сжатии после отверждения в течение 6-12 часов при комнатной температуре. Время отверждения указанной композиции при комнатной температуре составляет 24-72 ч. Также данная композиция характеризуется низкой ударной вязкостью.

Технической задачей изобретения является получение полимерной композиции, отверждающейся в течение 6-12 часов при комнатной температуре и обладающей более высокой прочностью при сжатии и ударной вязкостью.

Для решения поставленной технической задачи предложена полимерная композиция, содержащая эпоксидный олигомер, олигоамидоамин, полые стеклянные микросферы, аммоний фосфорнокислый, содержащая дополнительно алифатический амин, катализатор, каучук и порошкообразный наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

В качестве эпоксидного олигомера используют продукт на основе эпихлоргидрина и дефенилолпропана - эпоксидную диановую смолу или диглицидиловый эфир резорцина.

В качестве олигоамидоамина используют продукт конденсации полиэтиленполиамина с димеризованными метиловыми эфирами жирных кислот соевого масла или продукт конденсации полиэтиленполиамина с синтетическими жирными кислотами льняного масла.

В качестве алифатического амина используют продукт конденсации формальдегида и фенола с диэтилентриамином или продукт взаимодействия фенола, формальдегида и этилендиамина.

В качестве катализатора используют 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол или N,N-диэтилэтанамин.

В качестве каучука используют олигобутадиеновый полимер с функциональными группами или хлорсодержащий полимер.

В качестве порошкообразного наполнителя используют двуокись титана пигментную белую с окисью хрома пигментной или пигментом жаростойким.

Авторами установлено, что применение в качестве отверждающей системы олигоамидоамина, алифатического амина и катализатора позволяет повысить скорость протекания процесса отверждения, обеспечивает высокое качество структуры, что в сочетании с использованием в составе композиции эластифицирующей добавки - каучука и высокодисперсного порошкообразного наполнителя обеспечивает высокую прочность при сжатии после отверждения в течение 6-12 часов при комнатной температуре и позволяет повысить ударную вязкость композиции.

В качестве эпоксидной диановой смолы используют, например, смолу марки ЭД-20 по ГОСТ 10587-84, в качестве диглицидилового эфира резорцина используют, например, смолу УП-637 по ТУ 6-05-241-194-79.

В качестве олигоамидоамина может быть использована, например, смола ПО-300 по ТУ 2224-092-05034239-96 или смола Л-20 по ТУ 6-06-1123-98.

В качестве алифатического амина может быть использован, например, Этал-47F5 по ТУ 2257-475-18826195-02 или АФ-2 по ТУ 2494-511-00203521-94.

В качестве катализатора может быть использован, например, 2,4,6-трис(диметиламинометил)фенол (УП-606/2) по ТУ 6-00209817.035-96 или N,N-диэтилэтанамин (ТЭА) по ТУ 2636-314-05808008-2000.

В качестве каучука может быть использован, например, СКН-30КТР «А» по ТУ 38.103474-86 или СКН-11ХР по ТУ 4-03227-76.

В качестве порошкообразного наполнителя может быть использована двуокись титана пигментная белая марки Р-02 по ГОСТ 9808-84, окись хрома пигментная ОХП-1 по ГОСТ 2912-79, пигмент жаростойкий №685 по ТУ 2364-017-00303835-96.

Примеры осуществления.

Пример 1. Полимерную композицию готовили следующим образом. В чистую фарфоровую или полимерную емкость ввели 32 г эпоксидного олигомера - смолы УП-637, 6 г каучука СКН-30КТР «А», 0,75 г катализатора ТЭА, 6 г олигоамидоамина - смолы ПО-300, 10 г алифатического амина - продукта Этал-47F5 и перемешивали. В приготовленное связующее вводили 18,5 г аммония фосфорнокислого, 2 г двуокиси титана Р-02 и 1 г окиси хрома ОХП-1. После этого добавляли 28 г полых стеклянных микросфер и перемешивали до получения однородной массы. Изготовление образцов для испытаний осуществляли механическим путем из отвержденных заготовок.

Полимерные композиции по примерам 2 и 3 получали аналогичным образом. Составы полимерных композиций по примерам 1-3 и по прототипу приведены в таблице 1, свойства - в табл.2 и 3.

Результаты проведенных испытаний предлагаемой полимерной композиции показывают, что она отверждается в течение 6-12 часов при комнатной температуре и обладает более высокой прочностью при сжатии и ударной вязкостью.

Прочность при сжатии предлагаемой полимерной композиции по сравнению с полимерной композицией-прототипом после отверждения в течение 12 часов увеличилась в среднем в 2,49 раза, а после отверждения в течение 24 ч - в 1,15 раза. Ударная вязкость композиции увеличилась в среднем в 1,44 раза.

Использование предлагаемой полимерной композиции, обеспечивающей высокий уровень прочностных характеристик уже через 6-12 часов отверждения, позволит значительно сократить время выполнения технологических операций с сотовыми панелями с полимерной композицией как в условиях производства, так и ремонтных работ изделий авиационной техники.