SU759561A1 - Связующее для стеклопластика 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к связующим без растворителя для пластмасс изоляционного и конструкционного назначения. с

Известны связующие на основе эпо- . ксидных смол, которые применяются для изготовления стеклопластиков на рабочие температуры до 155°С. Они требуют длительного отверждения при ,θ высоких температурах (до 180-220°С )0}.

Возможно также при изготовлении стеклопластиков использовать связующее , содержащее ненасыщенный полиэмиримид (синтезированный поликонденсацией ненасыщенных дикарбоновых 15 кислот, многоатомных спиртов и ими-* дов ароматических или замещенных и/или гидрированных, ароматических ди- или поликарбоновых кислот)/мономер, радикальный инициатор, ингибитор, ускоритель отверждения [2].

В качестве имидов применяют 'имиды фталевой, тетрагидрофталевой, тетрахлорфталевой, тетрабромфталевой,эн- 25 дометилентетрагидрофталевой, нафталевой, триметиллитовой или пиромеллитовой кислоты.

Однако использование имидов фталевой кислоты приводит к получению свя-30

2

эующих, отверждение которых ингибируется кислородом воздуха, что вызывает появление отлила. Применение имидов нафталевой, триметиллитовой и пиромеллитовой кислоты дает связующие со слишком высокой вязкостью. Разбавление стиролом до нужной вязкости невозможно, так Как совместимость полиэфиримидов, содержащих указанные имиды, со стиролом невысока и при увеличении концентрации стирола растворы расслаиваются на две фазы. Применение имидов тетрахлор-.и тетра-’ бромфталевой кислоты снижает тепло- и термостойкость получаемых связующих и изделий на их основе.

. . ф.

Имиды тетрагидрофталевой и эндометилентетрагидрофталевой кислоты обеспечивают получение технологичных связующих, которые дают возможность получать стеклопластики, способные к длительной эксплуатации при 155- . 160°С. Однако такая термостойкость недостаточна для ряда областей применения.

Целью изобретения является улучшение термостойкости и физико-механических свойств стеклопластиков.

759561

4

³

Поставленная цель'достигается тем-, что указанный полиэфиримид содержит имидные звенья циклоалифатических 0-дикарбоновых кислот и звенья негалоидированной эпоксидной смолы, а компоненты связующего использованы в следующих соотношениях .вес.%:·

Ненасыщенный полиэфиримид 48-60

Мономер - 35-50

Радикальный инициатор 1-3,5

Ингибитор 0,05-0,5

Ускоритель отверждения 0,001-1,0

В качестве имидных звеньев цикло-, алифатических 0-дикарбоновых кислот предпочтительно использовать имидные звенья цис- или изометилтетрагидрофталевой кислоты.

В качестве радикальногб инициатора предпочтительно использовать смесь третбутилпербензоата и перекиси бензоила в соотношении 1:(0,5-1).

В качестве ингибитора используют, например, гидрохинон, п-бензохинон, п-третбутилкатехин, а ускорителя отверждения - соль металла переменной валентности, например нафтанат, линолеат или октоат кобальта, пятиокись ванадия.

Ненасыщенный полиэфиримид предварительно получают поликонденсацией N-гидроксилалкилймидов циклоалифатических насыщенных или ненасыщенных 0-дикарбоновых кислот, малеинового ангидрида и низкомолекулярных эпоксидных смол, не содержащий реакционноспособных в условиях отверждения функциональных групп за исключением двойных связей (малеинатных и/или фумаратных).При получении полиэфиримида на 1 экв..эпоксидных групп смолы берут 0,5-2,0 (0,9-1,1) моля мале· инового ангидрида и 0,5-2(0,9-1,1) моля Ν-гидроксиалкилимида, причем'со· отношение малеинового ангидрида и имида составляет 1:(0,9-1,1)>преимущественно 1:1.

При перемешиваний к ангидриду . циклоалифатической 0-дикарбоновой кислоты медленно прибавляют моноалканоламин (порядок загрузки может быть и обратным). При этом наблюдается сильный экзотермический эффект. После введения всего количества второго компонента температуру поднимают до 160-190°С и проводят циклизацию, получая N -гидроксиалкилимид К нему при температуре не’ выше 150^ прибавляют’ малеиновый ангидрид и катализатор и назревают при 120-180°в течение 0,5-3 ч. Затем к полученному на этой стадии кислому эфироимиду при 90-130° прибавляют эпоксидную смолу и нагревают 1-5 ч при 120-180°. Получают полиэфиримид с кислотным числом не более 30(5-20)’мг КОН/г, эфирном.числом >200 и содержанием вторичных гидроксильных групп 3-6%.

В качестве ангидридов дикарбоновых кислот используют ангидриды тетрагидро-, цисметилтетрагидро-, изометилтетрагидро-, экдометилен- и метилэндометилентетрагидро-,гек-;· сагйдро- и метилгексагидрофталевой кислоты и т.п. в качестве алканоламинов-моноэтаноламин,различные аминобутанолы, 1,б-аминогексанол. Эпоксидные смолы используют следующих типов: диановые с мол,массой не более 500, циклоалифатические, эпоксиноволачные, триглицидилизоцианурат.

В качестве катализаторов можно применять третичные амины, четвертичные аммониевые и фосфониевые соли, серусодержащие соединения (тиурам, альтакс и т.п.).

Полученные,полиэфиримиды при 100-120° растворяют в полимеризационноспособном мономере, содержащем ингибитор, например хинон, предупреждающий' гелеобразование при растворении и последующем хранении раствора. Полученные растворы охлаждают и вводят в них соответствующее количество ускорителя. Непосредственно перед использованием полученную композицию активируют добавлением свободнорадикального инициатора , например‘третбутилпербензоата.

Отверждение композиции происходит по свободнорадикальному механизму аналогично отверждению обычных(ненасыщенных полиэфиров)по двойным связям мономера и двойным связям (малеинатным и/или фумаратным)полиэфирймида.

П р и м е р 1. Стеклоткань пропитывается связующим, имеющим следующий состав, вес.%:

Ненасыщенный полиэфиримид 55

Стирол 40,95

Третбутилпербензоат 1

Паста перекиси бензоила (50% в дрбутилфталате) 1

п-Бензохинон 0,05

Ускоритель ИК--2 (10%-р-р в стироле) 2

Ненасыщенный полиэфиримид, исполь-; эованный в составе связующего, получен поЛйконденсацией двух молей Ν-2-оксиэтилимида цис-Метилтетрагидрофталевой кислоты, двух молей малеинового ангидрида и одного моля низкомолекулярной эпоксидной смолы ЭДЦ?20. В нем содержится 40 мол.% имида и 20 мол,% фрагментов эпоксидной смолы.

Пропитанная стеклоткань прессуется и отверждается непрерывным способом ври 80-160°С в течение 1015 мин.

Полученный стеклопластик имеет следующие характеристики:

Объемное; электрическое сопротивление 1,7?10* Ом.см при 20°С и 2,4:10’^г При 180°С, тангенс угла ди5

759561

б

электрических потерь тдЬ 0,006 при 20°С и 0,05 при 180°С.

Разрушающее напряжение при изгибе 3012 кГс/см¹.

Стеклопластик может длительно эксплуатироваться при температурах до 180°С.

П р и м е р 2. Стекложгут пропитывается связующим, имеющим следующий состав,вес.%:

Ненасыщенный полиэфиримид 50

Стирол .42,4

Монометакриловый эфир этиленгликоля 5

Третбутилпербензоат 1

Паста перекиси бензоила (50% в дибутилфталате) 1,5

п-Бензохинон 0,1

Ускоритель НК-3(10% раствор в стироле) 1

10

15

Ненасыщенный полиэфиримид получен 20 поликонденсацией двух молей.' Ν-2-οκсиэтилимида изо-метилтетрагидрофталевой кислоты, двух молей малеинового ангидрида и одного моля эпоксидной смолы ЭД-22. в нем содержится _ 40 мол.% имида и 20 мол.% фрагментов эпоксидной смолы.

Пропитанный стекложгут формуется и отверждается непрерывным способом в фильерах при 80-160°С в течение нес- зд кольких минут. Скорость 0,8-1,5 м/мин. Полученные профильные изделия пригодны для использования в качестве пазовых клиньев, стержней и др.

Физико-механические и электриче- ^5 ские свойства стеклопрофилей следующие:

Рабочая температура,°С 180

Сопротивление раскалывание, Н 4000

Разрушающее напряжение при растяжении,н_п 9400

Водо по глоще ние,% 0,4

Пробивное напряжение вдоль волокон,кВэфф 23

Пример 3. Стекломаты пропиты- 45

ваются связующим следующего состава, вес.%:

Ненасыщенный полиэфиримид 59

Стирол 34,9 50

Третбутилпербензоат ' '

Паста перекиси бензоила (50% в дибутилфталате)

П-Бензохинон

Ускоритель НК-3

Ненасыщенный полиэфиримид

поликонденсацией двух молей Ν-2-оксиэтилимида изо-метилтетрагидрофталевой кислоты,двух молей малеинового ангидрида и ОДНОГО : моля диглицидилового эфира 2,ζ-диоксидифенилпропана. Со- 60 держание в нем имидных и эпоксидных фрагментов составляет соответственно 40 и 20 мол.%.

Пропитанные стекломаты укладываются в пакеты толщиной 2 мм и форму- 65

3

0,1

1

получен

55

ются при 80-160°С в течение 10-15 мин методом контактного формования.

Свойства полученного стеклопластика:

.Разрушающее напряжение при изгибе, кГс/см² 2800 ,

Объемное электрическое

сопротивление, Ом.см, при 20°С 5,3:10*

при 180° С 4,3’10^1г

Потери в весе за 30 суток старения при 220°С,% 2,1

Полученный стеклопластик имеет рабочую температуру 180°С.

Стеклопластики на основе предлагаемых полиэфиримидных связующих могут найти широкое применение !для из-.. ;Готовления большой номенклатуры изделий (листы, цилиндры, профили и т.д.), пригодных в качестве изоляционных и конструкторских материалов в различных отраслях народного хозяйства.

Связующее для стеклопластиков сочетаем технологичность, низкие температуры отверждения(80-160°С)и белы шую скорость отверждения, присущие, вышеуказанному прототипу, со значительно более высокой термо- и теплостойкостью, физико-механическими и электрическими свойствами готовых стеклопластиков, получаемых на его основе.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Связующее для стеклопластика, содержащее ненасыщенный полиэфиримид, мономер, радикальный инициатор, ингибитор, ускоритель отверждения,о т личающеес я тем, что, с целью улучшения термостойкости и физико-механических свойств стеклопластиков , указанный полиэфиримид содержит имидные звенья циклоалифатиче- ских '0-дикарбоновых кислот и звенья негалоидировэнной эпоксидной смолы,'

   а компоненты связующего использованы в следующих соотношениях, вес.%:

   Ненасыщенный полиэфиримид 48-60

   Мономер 35-50

   Радикальный инициатор 1-3,5

   Ингибитор 0,05-0,5

   Ускоритель отверждения 0,001-1,0
2. 2. Связующее по π. 1, отливающееся тем, что в качестве' имидных звеньев циклоалифатических 0-дикарбоновых кислот полиэфиримид содержит имидные звенья цис- или изо-, метилтетрагидрофталевой кислоты.
3. 3. Связующее по пп.1 и 2, о г лйчающееся тем, что в каче· ст'ве радикального инициатора использована смесь третбутилпербенэоата

   759561

   й перекиси бензоила в соотношении 1: (0,5-1). '

   '