RU2545308C2

RU2545308C2 - Эпоксиуретановый заливочный компаунд

Info

Publication number: RU2545308C2
Application number: RU2013131713/05A
Authority: RU
Inventors: Наталия Петровна Николаева; Михаил Владимирович Кузьмин; Николай Иванович Кольцов
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-03-27
Also published as: RU2013131713A

Abstract

Изобретение относится к области получения полимерных композиций, предназначенных для заливки, герметизации и пропитки отдельных элементов и блоков радио- и электроаппаратуры с целью электрической изоляции, защиты от внешней среды и механических воздействий. Эпоксиуретановый заливочный компаунд включает изоцианатсодержащий форполимер - продукт взаимодействия сложного полиэфира и полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата в соотношении 1:18-20, гидроксилсодержащий компонент - продукт взаимодействия эпоксидной смолы, сложного полиэфира и N,N'-тетраоксипропилендиамина с молекулярной массой 290 (лапрамол 294) в соотношении 2-4:16-18:1-2, наполнители - тальк молотый, двуокись титана, окись алюминия и растворитель. Изобретение обеспечивает высокие прочностные характеристики. 2 табл., 8 пр.

Description

Изобретение относится к области получения полимерных композиций, предназначенных для заливки, герметизации и пропитки отдельных элементов и блоков радио- и электроаппаратуры с целью электрической изоляции, защиты от внешней среды и механических воздействий.

Известен герметизирующий компаунд, содержащий эпоксидиановую смолу ЭД-22 с содержанием эпоксидных групп 22%, олигоэфиракрилат МГФ-9, метафенилендиамин, наполнитель, представляющий собой смесь 6,0 вес.ч. нитрида бора, 4,0 вес.ч. талька и 0,8 вес.ч. аэросила, нигрозин в качестве черного красителя и катализатора реакции отверждения эпоксидных групп (RU 2329280, МПК C08K 3/10, C08L 63/02, H01B 3/40, H01L 23/28).

Герметизирующий компаунд характеризуется более плотной и жесткой полимерной сеткой.

Известно полиуретановое пленкообразующее для получения покрытий, включающее полиоксипропилентриол с молекулярной массой 3000-5000 у.е., полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата, N,N-тетрапропанолэтилендиамин, и органический растворитель - этилацетат и/или бутилацетат, этилацетат и/или толуол (RU 2236425, МПК 7 C08L 75/08, C08G 18/65, C08G 18/32, C09D 175/08, C09D 175/04, опубл. 20.09.2004).

Однако данная композиция непригодна для герметизации радио- и электроаппаратуры.

Известна эпоксиполиуретановая композиция, включающая полиол, эпоксидную смолу, отвердитель изоцианат (RU 2457220, C08G 18/58, C08G 18/10, C08G 18/48, C08G 18/68, опубл. 27.07.2012).

Данная композиция обладает недостаточно высокими прочностными характеристиками и продолжительностью отверждения 6-41 ч.

Наиболее близкой по технической сущности является герметизирующая композиция, предназначенная для получения двухкомпонентных компаундов повышенной прочности, включающая уретановый форполимер, гидроксилсодержащий компонент и катализатор, в качестве уретанового форполимера она содержит форполимер на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата и смеси полиоксипропиленгликолей мол.м. 200 и 20000 соответственно при соотношении (мас.ч.) соответственно 61,5:5,8:8,3-80,8:18:29,1, в качестве гидроксилсодержащего компонента смесь полиоксипропиленгликолей мол.м. 1000 и 2000 соответственно и оксиэтилизированного этилендиамина мол.м. 200 при соотношении (мас.ч.): 0,01:0,01:1,4-73,6:75,0:31,0 соответственно, в качестве катализатора - дибутилдилаурат олова (RU 2089589, МПК 6 C09K 3/10, C08G 18/48, C08G 18/7, опубл. 10.09.1997).

Однако данная композиция не обладает соответствующей вязкостью, обеспечивающей пропиточные и заливочные свойства. Герметизирующая композиция имеет время отверждения менее 1 часа и недостаточно высокие показатели прочности на разрыв.

Задачей изобретения является получение двухупаковочных эпоксиуретановых заливочных компаундов с улучшенными эксплуатационными характеристиками, а также расширение ассортимента композиций данного назначения.

Техническим результатом является улучшение технологических и эксплуатационных характеристик, а именно времени отверждения (не менее 1 часа), увеличение предела прочности на разрыв.

Технический результат достигается тем, что эпоксиуретановый заливочный компаунд, включающий изоцианатсодержащий форполимер, гидроксилсодержащий компонент, согласно изобретению дополнительно содержит наполнители - тальк молотый, двуокись титана, окись алюминия и растворитель, а в качестве гидроксилсодержащего компонента содержит продукт взаимодействия эпоксидной смолы, сложного полиэфира и N,N'-тетраоксипропилендиамина с молекулярной массой 290 (лапрамол 294) в соотношении 2-4:16-18:1-2, а в качестве изоцианатсодержащего форполимера содержит продукт взаимодействия полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата с соответствующим гидроксилсодержащему олигомеру сложным полиэфиром в соотношении 1:18-20, при следующем соотношении исходных компонентов, мас. %:

Гидроксилсодержащий компонент	21,8-39,3
Изоцианатсодержащий форполимер	11,2-27,4
Тальк молотый	0,9-3,7
Двуокись титана	0,2-1,9
Окись алюминия	12,4-20,3
Растворитель	остальное

В результате сопоставительного анализа предлагаемого эпоксиуретанового компаунда с известной композицией-прототипом можно сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна", так как в данном случае содержится новая совокупность ингредиентов (использование различных марок эпоксидных смол и полиэфиров, введение наполнителей) в новом количественном соотношении.

"Изобретательский уровень" предлагаемого изобретения иллюстрируется вышеизложенным и заключается в том, что дополнительное введение в состав гидроксилсодержащего компонента низкомолекулярного полиола-N,N-тетрапропанолэтилендиамина привело к ожидаемому ускорению процесса отверждения композиции за счет его большей функциональности и меньшей молекулярной массы, чем у гидроксилсодержащего компонента по прототипу, что привело к улучшению эксплуатационных характеристик.

Эпоксиуретановые заливочные компаунды представляют собой двухупаковочную систему на основе гидроксилсодержащего олигомера и изоцианатсодержащего форполимера. Гидроксилсодержащий олигомер получен путем смешения эпоксидной смолы, сложного полиэфира, оксипропилированного этилендиамина и наполнителей. Изоцианатсодержащий форполимер получен взаимодействием полиизоцианата с соответствующим гидроксилсодержащему олигомеру полиэфиром.

Предлагаемая композиция изготовлена из промышленно выпускаемых ингредиентов на стандартном химическом оборудовании.

В качестве эпоксидной смолы использовали смолы ЭД-20 (ГОСТ 10587-84); Epikote 828 от компании Resolution Performance Products (Нидерланды), Der 331 фирмы DOW CHEMICAL (США).

В качестве сложных полиэфиров были использованы полиэтиленбутиленгликольадипинат марки ПДА 800 (ТУ 38.103287-80) и полидиэтиленгликольадипинат с наименованием полиэфир строительный (ПС) (ТУ 38.103260-80). Полиизоцианат представляет собой смесь 4,4-дифенилметандиизоцианта с высокофункциональными изоцианатами (ТУ 113-03-29-22-84). В качестве ускорителя отверждения, сшивающего агента использовали лапрамол 294-оксипропилированный этилендиамин (N,N'-тетрапропанолэтилендиамин) (ТУ 2226-010-10488057-94). Растворители - бутилацетат (ГОСТ 22300-76), o-ксилол (ТУ 6-09-3825-78), толуол (ГОСТ 14710-78). В качестве наполнителей используются: тальк молотый, например ТМК-28, имеет ГОСТ 21234-75, оксид титана (ТУ 6-09-2166-77), окись алюминия (ТУ 6-09-426-75).

Техническую сущность и преимущества предлагаемого состава иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1-8

Изготовление эпоксиуретановых заливочных компаундов осуществляли следующем образом: на первом этапе получают гидроксилсодержащие олигомеры на основе эпоксидиановой смолы и сложного полиэфира. Взаимодействие полиэфира с эпоксидной смолой проводят в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой и термометром, при температуре 160-180°C в течение 50-60 мин, затем полученную смесь вакуумируют в течение 5-7 мин при давлении 3-5 мм рт.ст. Затем в охлажденную до температуры 20-30°C смесь вводят N,N'-тетраоксипропилендиамин. К полученному гидроксилсодержащему олигомеру добавляют наполнители и перемешивают в течение 15 мин.

В качестве отвердителя используют изоцианатсодержащий форполимер. Синтез изоцианатсодержащего форполимера ведут при остаточном давлении 3-5 мм рт.ст. в трехгорлой колбе, снабженной механической мешалкой, при температуре 60°C в течение 15-30 мин согласно методике (Вест. Казанского технологического университета. Т 16. №1. С.136-138). Изоцианатсодержащий форполимер получен взаимодействием полиизоцианата (ПИЦ) с соответствующим гидроксилсодержащему олигомеру сложным полиэфиром (ПЭ), с сохранением массового соотношения ПЭ:ПИЦ=1:18-20.

Путем смешивания гидроксилсодержащего олигомера и изоцианатсодержащего форполимера получают эпоксиуретановые заливочные компаунды. Отверждение проводят при температуре 20-30°C. В качестве растворителей используют толуол или смесь бутилацетата с o-ксилолом в объемном соотношении 1:4.

В качестве материала образцов для всех видов испытаний использовали стекло марки М5 по ГОСТ 11-2001. Подготовку поверхности образцов для испытаний проводили в соответствии с ГОСТ 8832. Подготовка включала в себя очистку поверхности растворителем (ацетон, уайт-спирит, растворители NN 645, 646, 647, 648). Получаемые покрытия сушили в естественных условиях при относительной влажности воздуха 70-90%. Перед испытанием физико-механических свойств образцы выдерживали при комнатной температуре в течение не менее 48 часов, а защитных свойств - не менее 7 суток. Время высыхания до степени 3 определяли по ГОСТ 19007-73, твердость по Шору по ГОСТ 263-75, прочность на разрыв, относительное удлинение определяли в соответствии с ГОСТ 11262-80, стойкость покрытия к воздействию агрессивных жидких сред оценивали по ГОСТ 12020-72, тангенса угла диэлектрических потерь по ГОСТ 22372-77, электрическое сопротивления при постоянном напряжении по ГОСТ 6433.2-71.

Компонентный состав и свойства эпоксиуретановых компаундов представлены в таблицах 1 и 2.

Из приведенных данных эпоксиуретановые заливочные компаунды по сравнению с прототипом характеризуются более высокими физико-механическими характеристиками.

Claims

Эпоксиуретановый заливочный компаунд, включающий изоцианатсодержащий форполимер, гидроксилсодержащий компонент, отличающийся тем, что он дополнительно содержит наполнители - тальк молотый, двуокись титана, окись алюминия и растворитель, а в качестве изоцианатсодержащего форполимера содержит продукт взаимодействия сложного полиэфира и полиизоцианата на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата в соотношении 1:18-20, а в качестве гидроксилсодержащего компонента содержит продукт взаимодействия эпоксидной смолы, сложного полиэфира и N,N'-тетраоксипропилендиамина с молекулярной массой 290 (лапрамол 294) в соотношении 2-4:16-18:1-2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гидроксилсодержащий компонент 21,8-39,3 Изоцианатсодержащий форполимер 11,2-27,4 Тальк молотый 0,9-3,7 Двуокись титана 0,2-1,9 Окись алюминия 12,4-20,3 Растворитель остальное