RU2186802C1 - Polymeric composite - Google Patents

Abstract

FIELD: polymers. SUBSTANCE: polymeric composite consists of a mixture of epoxy diane and aliphatic resins, it comprises a mixture of Mannich's base with Schiff's base as a hardening agent and a powder filling agent also. The combination of components of composite taken in the definite ratio provides the attainment of 70% strength indices for 24 h at hardening point and a stable viscosity value. The proposed composite is used in repair of oil pipeline and gas pipeline both in summer and winter conditions and involves the use of metallic clutches and pouring compounds in electronics, electric engineering, building and other aims. EFFECT: improved properties of composite. 2 tbl, 16 ex

Description

Изобретение относится к полимерным композициям холодного отверждения на основе эпоксидных диановых смол, отвердителей и порошковых наполнителей, которое может быть использовано при ремонте нефте- и газопроводов как в летних, так и зимних условиях, с использованием металлических муфт, а также в качестве заливочных компаундов в электронике, электротехнике, строительстве и других целей. The invention relates to polymeric compositions of cold curing based on epoxy dianes, hardeners and powder fillers, which can be used in the repair of oil and gas pipelines in both summer and winter conditions, using metal couplings, as well as filling compounds in electronics , electrical engineering, construction and other purposes.

Известны полимерные композиции холодного отверждения на основе эпоксидных смол и оснований Шиффа (Х. Ли, К. Невилл, Справочное руководство по эпоксидным смолам, изд. Энергия, 1973, с. 87 - аналог 1). Polymer compositions of cold curing based on epoxy resins and Schiff bases are known (H. Lee, C. Neville, Reference Guide to Epoxy Resins, Energia Publishing House, 1973, p. 87 - analogue 1).

Указанные композиции пригодны для холодного отвержения только в тонкослойных покрытиях, но они не могут быть использованы для получения заливочных эпоксидных компаундов и не могут быть использованы при температурах ниже +10^oС из-за своей низкой активности.These compositions are suitable for cold curing only in thin coatings, but they cannot be used to obtain casting epoxy compounds and cannot be used at temperatures below + 10 ^o C due to their low activity.

Известен способ получения оснований Манниха и полимерных композиций на его основе (Х. Ли, К. Невилл, Справочное руководство по эпоксидным смолам, изд. Энергия, 1973, с. 103; Англ. патент 888767 с приоритетом от 05.06.1958, МКИ CO&G - аналог 2). A known method of producing Mannich bases and polymer compositions based on it (H. Lee, C. Neville, Reference Guide to epoxy resins, ed. Energia, 1973, p. 103; English patent 888767 with priority dated 05.06.1958, MKI CO&G - analogue 2).

Недостатком указанных композиций является высокая вязкость, высокая экзотермичность и крайне низкая жизнеспособность, не позволяющие использовать подобную композицию для указанных видов ремонта, включающих закачку большого объема композиции из резервуара под давлением. The disadvantage of these compositions is high viscosity, high exothermicity and extremely low viability, not allowing the use of such a composition for these types of repairs, including the injection of a large volume of the composition from the reservoir under pressure.

Наиболее близким прототипом являются окрашенные полимерные композиции холодного отверждения на основе эпоксидной диановой смолы и модифицированных аминов, в том числе основания Манниха - продуктов конденсации алифатических аминов с фенолом и формальдегидом (см. В.А. Лапицкий, А.А. Крицук, "Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков". - Киев: "Наукова думка", 1986, с. 11). The closest prototype is colored cold-cured polymer compositions based on epoxy Dianova resin and modified amines, including Mannich base - condensation products of aliphatic amines with phenol and formaldehyde (see V.A. Lapitsky, A.A. Kritsuk, "Physic mechanical properties of epoxy polymers and fiberglass. "- Kiev: Naukova Dumka, 1986, p. 11).

Недостатками таких композиций являются невозможность их использования при температуре ниже 0^oС, низкая жизнеспособность, повышенная вязкость и высокая пиковая температура экзотермической реакции отверждения толстостенных изделий.The disadvantages of such compositions are the impossibility of their use at temperatures below 0 ^o C, low pot life, high viscosity and high peak temperature of the exothermic curing reaction of thick-walled products.

Целью настоящего изобретения является полимерная композиция на основе эпоксидных диановых смол, содержащих в качестве отвердителя основание Манниха (А), представляющего собой продукт конденсации фенола, альдегида и алифатического амина, которая обеспечивает достижение 70% прочностных показателей в течение 1 суток при температуре отверждения начиная от +5^o и в то же время позволяет сохранять низкую вязкость в процессе ее закачки механизированным способом (насосами) в зазор между трубой нефте- или газопроводов и муфтой, а также обеспечивает надежность эксплуатации ремонтного состава на дефектном участке трубопровода.The aim of the present invention is a polymer composition based on epoxy dianes resins containing Mannich base (A) as a hardener, which is a condensation product of phenol, aldehyde and aliphatic amine, which provides 70% strength for 1 day at a curing temperature starting from + 5 ^o and at the same time allows you to maintain low viscosity during its injection by mechanized means (pumps) into the gap between the pipe of oil or gas pipelines and the coupling, as well as providing t the reliability of the operation of the repair composition on the defective section of the pipeline.

Указанная цель достигается тем, что смоляная часть полимерной композиции, включающая эпоксидную диановую смолу, дополнительно содержит эпоксидную алифатическую смолу в соотношении диановая смола:алифатическая смола от 20: 80 до 95: 5 и порошковый наполнитель, а отвердитель, включающий основание Манниха, общей формулы (А)

где R: -(СН₂)_n- или -(С₂Н₄NН₂С₂Н₄)_n-, n=1-10, содержит дополнительно основание Шиффа (Б), представляющее собой продукт взаимодействия алифатического ди- или полиамина с кетоном в соотношении А:Б от 5:95 до 95:5, при этом композиция содержит, мас.ч.:
Смоляная часть - 100
Отвердитель - 10-60
Порошковый наполнитель - 20-800
Указанное подтверждается примерами.This goal is achieved by the fact that the resin part of the polymer composition, including an epoxy Dianova resin, additionally contains an epoxy aliphatic resin in the ratio of Diane resin: aliphatic resin from 20: 80 to 95: 5 and a powder filler, and a hardener, including Mannich base, of the General formula ( A)

where R: - (CH ₂ ) _n - or - (C ₂ H ₄ NH ₂ C ₂ H ₄ ) _n -, n = 1-10, additionally contains Schiff base (B), which is the product of the interaction of an aliphatic di- or polyamine with ketone in a ratio of A: B from 5:95 to 95: 5, while the composition contains, by weight:
Resin part - 100
Hardener - 10-60
Powder filler - 20-800
The above is confirmed by examples.

Пример 1. Example 1

В реактор, снабженный мешалкой и обогревом, загружают 70 мас.ч. эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 и 30 мас.ч. эпоксидной алифатической смолы марки ДЭГ-1. Смесь перемешивают в течение 15 минут при температуре 70^oС, после чего сливают в металлические или пластиковые емкости для отправки на место потребления в комплекте с отвердителем и наполнителем.In the reactor, equipped with a stirrer and heating, load 70 wt.h. epoxy Dianova resin brand ED-20 and 30 wt.h. epoxy aliphatic resin brand DEG-1. The mixture is stirred for 15 minutes at a temperature of 70 ^o C, and then poured into metal or plastic containers for shipment to the place of consumption complete with hardener and filler.

Получение отвердителя
В реактор, снабженный мешалкой, обогревом и охлаждением, загружают основание Манниха - продукт взаимодействия диэтилентриамина, фенола и формальдегида (отвердитель УП-583, ТУ 15П-514-69) - 17,5 мас.ч. к нему добавляют предварительно приготовленное основание Шиффа, полученное путем взаимодействия диэтилентриамина с метилэтилкетоном при молярном соотношении 1:1-17,5 мас. ч., тщательно перемешивают в течение 20 мин при Т=20-40^oС и упаковывают в герметичную тару.Obtaining hardener
In a reactor equipped with a stirrer, heating and cooling, load Mannich base - the product of the interaction of diethylene triamine, phenol and formaldehyde (hardener UP-583, TU 15P-514-69) - 17.5 wt.h. to it is added a pre-prepared Schiff base obtained by reacting diethylenetriamine with methyl ethyl ketone in a molar ratio of 1: 1-17.5 wt. hours, mix thoroughly for 20 minutes at T = 20-40 ^o C and packaged in airtight containers.

Приготовление полимерной композиции
Полимерная композиция готовится непосредственно перед использованием. В реактор, снабженный мешалкой, загружают 100 мас.ч. смоляной части и 35 мас. ч. отвердителя, тщательно перемешивают в течение 2 мин, затем добавляют 410 мас.ч. наполнителя.Preparation of polymer composition
The polymer composition is prepared immediately before use. 100 parts by weight are charged into a reactor equipped with a stirrer. resin part and 35 wt. including hardener, mix thoroughly for 2 minutes, then add 410 parts by weight filler.

Примеры 2-16 осуществляют аналогичным образом при соотношении компонентов, указанном в табл.1. Examples 2-16 are carried out in a similar manner with the ratio of components indicated in table 1.

Свойства заявляемой композиции по примерам 1-16 в сравнении с прототипом и аналогами приведены в табл.2. Как видно из приведенной таблицы заявляемая композиция имеет улучшенные технологические свойства - пониженную вязкость и экзотермичность и обеспечивает возможность достижения свыше 70% прочности от конечной величины уже через 1 сутки при температуре от +5^oС.The properties of the claimed composition according to examples 1-16 in comparison with the prototype and analogues are given in table.2. As can be seen from the table, the claimed composition has improved technological properties - reduced viscosity and exothermicity and provides the ability to achieve over 70% of the strength of the final value after 1 day at a temperature of +5 ^o C.

Claims (1)

Полимерная композиция холодного отверждения на основе эпоксидных диановых смол, содержащих в качестве отвердителя основание Манниха (А) общей формулы

где R: -(CH₂)_n- или -(C₂H₄NH₂C₂H₄)_n-, n=1-10,
представляющее собой продукт конденсации фенола, альдегида и алифатического амина, отличающаяся тем, что в составе смоляной части она дополнительно содержит эпоксидную алифатическую смолу в соотношении диановая смола: алифатическая смола от 20:30 до 95:5 и порошковый наполнитель, а в составе отвердителя - дополнительно основание Шиффа (Б), представляющее собой продукт взаимодействия алифатического ди- или полиамина с кетоном при соотношении А:Б от 5:95 до 95:5, при этом композиция содержит, мас.ч.:
Смоляная часть - 100
Отвердитель - 10-60
Порошковый наполнитель - 20-800СPolymeric composition for cold curing based on epoxy dianes resins containing Mannich base (A) of the general formula as a hardener

where R: - (CH ₂ ) _n - or - (C ₂ H ₄ NH ₂ C ₂ H ₄ ) _n -, n = 1-10,
which is a condensation product of phenol, aldehyde and aliphatic amine, characterized in that in the resin part it additionally contains an epoxy aliphatic resin in the ratio diane resin: aliphatic resin from 20:30 to 95: 5 and a powder filler, and in the composition of the hardener additionally Schiff base (B), which is the product of the interaction of an aliphatic di- or polyamine with a ketone at a ratio of A: B from 5:95 to 95: 5, while the composition contains, by weight:
Resin part - 100
Hardener - 10-60
Powder filler - 20-800C

Images