Kompozycja epoksydowa i sposób jej wytwarzania Przedmiotem wynalazku jest kompozycja epoksydowa wytwarzania kompozycji epoksydowej. sposób Dotychczas znane sa z ksiazki pt. ,,Chemia i technologia zywic epoksydowych", P. Czub i inni, WNT, Warszawa 2002, s. 253-269, kompozycje klejowe zawierajace jako skladniki zywice epoksydowe i utwardzacze oraz substancje modyfikujace w postaci róznych napelniaczy, w ilosciach od 25 do 50%, a nawet do 95%, które korzystnie wplywaja na róznorodne wlasciwosci utwardzonego tworzywa epoksydowego. Z publikacji pt. ,,Utwardzacze do zywic epoksydowych", B. Bereska, J. Ilowska, K. Czaja, A Berska, Przemysl Chemiczny 93/4, 2014, 443-448, znane sa utwardzacze z dodatkowa funkcja uniepalniaczy. Istnieje wiele dodatków uniepalniajacych zywice epoksydowe, tzw. antypirenów, które wprowadza sie do kompozycji jako niezalezny skladnik, który nie bierze udzialu w sieciowaniu, jak np. fosforan trifenylu, dekabromodifenyloeter, fosfinian glinu lub poprzez kopolimeryzacje zywicy z tetrabromobisfenolem A eteru diglicydylowego. W pracy pt. ,,A novel DOPO-based diamine as hardener and flame retardant for epoxy resin systems" J. Artner, M. Ciesielski, O. Walter, M. Doring, R.M. Perez, J.K.W. Sandler, V. Altstadt, B. Schartel, A novel DOPO-based diamine as hardener and flame retardant for epoxy resin systems. Macromolecular Materials and Engineering 293, 2008, 503-514, scharakteryzowano pochodna zwiazku DOPO, która podwyzsza indeks tlenowy usieciowanej zywicy LOi, najmniejsza zawartosc tlenu w mieszaninie azot-tlen, wyrazona w procentach objetosciowych, przy której zachodzi proces palenia, z 21 %, czyli wartosci dla standardowych utwardzaczy, do 48%. Z pracy pt. ,,Preparation of poly(phosphoric acid piperazine) and its application as an effective flame retardant for epoxy resin", M.-J. Xu, S.-Y. Xia, Ch. Liu, B. Li, Chinese Journal of Polymer Science 36, 2018, 655-664, znany jest uniepalniajacy dodatek piperazyny kwasu polifosforowego, okreslany jako PPAP, PL 444116 A1 2/10który wraz z utwardzaczem m-fenylenodiamina zmieszano z zywica epoksydowa w celu przygotowania termoutwardzalnych tworzyw epoksydowych o zmniejszonej palnosci. W pracy pt. ,,Studies on the effect of different levels of toughener and f1ame retardants on thermal stability of epoxy resin", Polymer Degradation and Stability, 95(2), 2010, 144-153, zmieszano w róznych proporcjach z komercyjna zywica epoksydowa, triglicydylo-p-aminofenolem - TGAP i utwardzaczem 4,4- diaminodifenylosulfonem - DDS, utwardzacz termopalstyczny - polieterosulfon - PES i szereg róznych rodzajów srodków zmniejszajacych palnosc, zauwazajac, ze wszystkie srodki zmniejszajace palnosc obnizaly temperature rozkladu zywicy epoksydowej. Srodki zmniejszajace palnosc zawierajace fosfor i azot zmniejszaly utlenianie karbonizatu, prowadzac do wiekszej ilosci resztkowego karbonizatu, podczas gdy srodki zmniejszajace palnosc zawierajace halogeny mialy mniejszy wplyw na ten etap. Charakterystyke zywic epoksydowych zmodyfikowanych za pomoca peczniejacego srodka zmniejszajacego palnosc zawierajacego krzem Si-IFR, którego strukture stanowila umieszczona w klatce bicykliczna makroczasteczka zawierajaca fosfor-krzem, w celu otrzymania zywicy epoksydowej o zmniejszonej palnosci, zamieszczono w pracy pt. ,,Thermal degradation behaviors and flame retardancy of epoxy resins with novel silicon-containing flame retardant". Journal of Applied Polymer Science 127 (3), 2013, 1842-1847. Znane sa z publikacji pt. ,,Review recent developments in halogen free flame retardants for epoxy resins for electrical and electronic application", M. Rakotomalala, S. Wagner, M. Doring, Materials 3, 2010, 4300-4327, rózne rodzaje srodków zmniejszajacych palnosc, w tym nieorganiczne srodki zmmeJszaJace palnosc, srodki zmniejszajace palnosc na bazie azotu, srodki zmmeJ szaJace palnosc na bazie fosforu, halogenowane srodki zmmeJ szaJace palnosc. Z opisu patentowego nr PL214525 Bl znana jest kompozycja antypirenów zmniejszajaca palnosc tworzyw sztucznych, skladajaca sie PL 444116 A1 3/10z poli(fosforanu amonu) w ilosci 20-35% wagowych, fosforanu dimetylopropylu w ilosci 20-35% wagowych i wodorotlenku glinu III w ilosci 30- 60% wagowych, a zalecana jej ilosc jako dodatek do tworzyw sztucznych wynosi 10-50% wagowo w stosunku do masy tworzywa. Z opisu patentowego nr PL239388 Bl znany jest sposób otrzymywania nienasyconych zywic poliestrowych o zmniejszonej palnosci i emisji dymu, który polega na dodaniu do nienasyconej zywicy poliestrowej fosforanowej soli pochodnej imidazolu mianowicie difosforan histydyny w ilosci 30% wagowych wzgledem masy utwardzonej zywicy, a nastepnie mieszanine te poddaje sie procesowi mieszania. Ponadto, w kolejnym etapie do mieszaniny wprowadza sie 1-2% wagowych inicjatora polimeryzacji wzgledem masy nieutwardzonej zywicy, korzystnie nadtlenku metyloetyloketonu i ponownie poddaje procesowi mieszania. Ze zgloszenia patentowego nr US3821263 A znane sa kompozycje substancji zawierajacych grupy halogenowe i fosforanowe do stosowania w ukladach uretanowych, a otrzymane kompozycje zawieraly wagowo 1-15% fosforu i 1-75% halogenu. Z opisu patentowego nr PL216081 B znany jest sposób otrzymywania kompozycji epoksydowej, prowadzony w temperaturze od 85°C do 95°C, do której wprowadza sie modyfikowany glinokrzemian w ilosci od O, I do I 0% masowych i homogenizuje sie go z zywica poprzez kilkustopniowe mieszanie. Z opisu patentowego nr PL228182 B znana jest kompozycja klejowa skladajaca sie z zywicy epoksydowej otrzymanej z bisfenolu A i epichlorohydryny o sredniej masie czasteczkowej ::;; 700 oraz utwardzacza aminowego, zawierajacego gramorównowaznik aktywnych atomów wodorowych 38 g/eq, oraz napelniacz w postaci czasteczek metalicznych w ilosci 2 czesci wagowych. Znany jest z publikacji pt. ,,Prace badawczo-rozwojowe nad polskimi nanobentonitami do napelniania polimerów", M. Heneczkowski i inni, Teka Komisji Budowy i Eksploatacji Maszyn. Elektrotechnika Budowlana-OL PAN, PL 444116 A1 4/102008, s. 33-36, dodatek modyfikowanego bentonitu do kompozytów poliamidu 6 z wlóknem szklanym oraz do zywic poliestrowych w ilosci 1,5 oraz 3%. Z publikacji pt. ,,Kompozyty zywic poliuretanowych z dodatkiem Nanobentów", M. Oleksy i inni, Polimery, 55, nr 3, 2010, s. 194-200 znany jest dodatek nanonapelniacza do zywicy poliuretanowej w ilosci 1-3% wagowo w celu poprawy wytrzymalosci utwardzonych kompozytów w porównaniu z wlasciwosciami zywicy wyjsciowej. Znane jest z publikacji pt. ,,Nanocomposites based on montmorillionite and unsaturated polyester", X. Kommann i inni, Polymer Engineering and Science 38, nr 8, 1998, s.1351-1358 zastosowanie montmorylonitu aktywowanymi jonami sodu do wzmocnienia nienasyconej zywicy poliestrowej w ilosci 1,5% wagowo w celu otrzymania wzrostu twardosci próbek w porównaniu do czystej zywicy. Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji epoksydowej do wykonywania polaczen klejowych o zmniejszonej palnosci i zwiekszonej wytrzymalosci mechanicznej w stanie utwardzonym. Istota kompozycji epoksydowej zawierajacej zywice epoksydowa o liczbie epoksydowej od 0,48 do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s i utwardzacz aminowy w postaci adduktu aminy alifatycznej o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 300 mPa·s, wedlug wynalazku, jest to, ze sklada sie z zywicy epoksydowej o liczbie epoksydowej od 0,48 mol/100 g do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s w ilosci 83,33% wagowo skladu kompozycji, utwardzacza aminowego w postaci adduktu aminy alifatycznej o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 300 mPa·s w ilosci 15% wagowo skladu kompozycji oraz antypirenu w postaci wodorotlenku glinu w ilosci 1,67% wagowo skladu kompozycji. Istota sposobu wytwarzania kompozycji epoksydowej, wedlug wynalazku, jest to, ze do pojemnika z ciekla zywica epoksydowa o liczbie epoksydowej od 0,48 do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s w ilosci PL 444116 A1 /1083,33% wagowo skladu kompozycji wprowadza sie antypiren w postaci wodorotlenku glinu w ilosci 1,67% wagowo skladu kompozycji. Nastepnie ciekla zywice epoksydowa i antypiren w postaci wodorotlenku glinu miesza sie za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie 2 minut z predkoscia obrotowa 460 obr/min w temperaturze 22°C i przy wilgotnosci powietrza 23%. Po wymieszaniu wprowadza sie utwardzacz aminowy w postaci adduktu aminy alifatycznej o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 300 mPa·s w ilosci 15% wagowo skladu kompozycji. Nastepnie miesza sie kompozycje epoksydowa za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie od 0,5 do 3 minut z predkoscia obrotowa 460 obr/min w temperaturze 22°C i przy wilgotnosci powietrza 23%, po czym kompozycje epoksydowa utwardza sie w temperaturze 20°C i wilgotnosci 26% w czasie 180 godzin. Korzystnie jest, gdy miesza sie kompozycje epoksydowa za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie 2 minut. Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, ze wytworzona sposobem wedlug wynalazku kompozycja epoksydowa charakteryzuje sie zmmeJszona palnoscia oraz zwiekszona wytrzymaloscia mechaniczna kompozycji epoksydowej w stanie utwardzonym w stosunku do znanych kompozycji epoksydowych zawierajacych rózne rodzaje srodków modyfikujacych zmniejszajacych palnosc kompozycji epoksydowej - antypirenów, czyli opózniaczy palenia. Zastosowanie antypirenu w postaci wodorotlenku glinu przyczynia sie do zmodyfikowania kompozycji epoksydowej w celu nadania tworzywu polimerowemu cechy trudno palnej. Sposób wytwarzania kompozycji epoksydowej polegal na tym, ze do pojemnika z ciekla zywica epoksydowa Epidian 5 o liczbie epoksydowej od 0,48 do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s w ilosci 100 g wprowadzono antypiren w postaci wodorotlenku glinu Al(OH)3 w ilosci 2 g. Nastepnie ciekla zywice epoksydowa i antypiren w postaci wodorotlenku glinu mieszano za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie 2 minut z predkoscia obrotowa 460 obr/min w temperaturze 22°C i przy wilgotnosci PL 444116 A1 6/10powietrza 23%. Po wymieszaniu wprowadzono utwardzacz aminowy w postaci adduktu aminy alifatycznej ET o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 300 mPa·s w ilosci 18 g. Po wprowadzeniu utwardzacza mieszano kompozycje epoksydowa za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie 2 minut z predkoscia obrotowa 460 obr/min w temperaturze 22°C i przy wilgotnosci powietrza 23%. Nastepnie kompozycje epoksydowa utwardzono w temperaturze 20°C i wilgotnosci 26% w czasie 180 godzin. Wytworzona kompozycja epoksydowa sklada sie z zywicy epoksydowej Epidian 5 o liczbie epoksydowej od 0,48 do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s w ilosci 100 g, utwardzacza aminowego w postaci adduktu aminy alifatycznej ET o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 3 00 mPa · s w ilosci 18 g oraz antypirenu w postaci wodorotlenku glinu Al(OH)3 w ilosci 2 g. Wytworzona kompozycje epoksydowa poddano badaniom wytrzymalosci na sciskanie zgodnie z norma ISO 604. Okreslono, ze wytrzymalosc na sciskanie wytworzonej kompozycji wynosi 110,3 MPa, a odksztalcenie sciskajace wynosi 6,1%. PL 444116 A1 7/10Zastrzezenia patentowe 1. Kompozycja epoksydowa zawierajaca zywice epoksydowa o liczbie epoksydowej od 0,48 do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s i utwardzacz aminowy w postaci adduktu aminy alifatycznej o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 300 mPa·s, znamienna tym, ze sklada sie z zywicy epoksydowej o liczbie epoksydowej od 0,48 mol/100 g do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s w ilosci 83,33% wagowo skladu kompozycji, utwardzacza aminowego w postaci adduktu aminy alifatycznej o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 300 mPa·s w ilosci 15% wagowo skladu kompozycji oraz antypirenu w postaci wodorotlenku glinu w ilosci 1,67% wagowo skladu kompozycji. 2. Sposób wytwarzania kompozycji epoksydowej okreslonej w zastrz. 1, znamienny tym, ze do pojemnika z ciekla zywica epoksydowa o liczbie epoksydowej od 0,48 do 0,51 mol/100 g i lepkosci w 25°C od 20000 do 30000 mPa·s w ilosci 83,33% wagowo skladu kompozycji wprowadza sie antypiren w postaci wodorotlenku glinu w ilosci 1,67% wagowo skladu kompozycji, po czym ciekla zywice epoksydowa i antypiren w postaci wodorotlenku glinu miesza sie za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie 2 minut z predkoscia obrotowa 460 obr/min w temperaturze 22°C i przy wilgotnosci powietrza 23%, a nastepnie po wymieszaniu wprowadza sie utwardzacz aminowy w postaci adduktu aminy alifatycznej o liczbie aminowej od 700 do 900 mg KOH/g i lepkosci w 25°C od 200 do 300 mPa·s w ilosci 15% wagowo skladu kompozycji, po czym miesza sie kompozycje epoksydowa za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie od 0,5 do 3 minut z predkoscia obrotowa 460 obr/min w temperaturze 22°C i przy wilgotnosci powietrza 23%, a nastepnie kompozycje epoksydowa utwardza sie w temperaturze 20°C i wilgotnosci 26% w czasie 180 godzin. PL 444116 A1 8/103. Sposób, wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze miesza sie kompozycje epoksydowa za pomoca mieszadla mechanicznego kotwicowego w czasie 2 minut. PL 444116 A1 9/10al. Niepodleglosci 188/192 00-950 Warszawa, skr. poczt. 203 URZAD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ tel.: (+48) 22 579 05 55 I fax: (+48) 22 579 00 01 e-mail: kontakt@uprp.gov.pl I www.uprp.gov.pl SPRAWOZDANIE O STANIE TECHNIKI DO ZGLOSZENIA NR P.444116 Klasyfikacja zgloszenia: C08L 63/00, C08G 59/50, C08K 3/016, C09J 163/00 Podklasy w których prowadzono poszukiwania: C08L, C08G, C08K, C09J Bazy komputerowe w których prowadzono poszukiwania: EPODOC, WPI, bazy UPRP, Esp@cenet, Internet (Google) Kategoria dokumentu Dokumenty - z podana identyfikacja Odniesienie do zastrz. A S. Staszko i inni, ,,Analysis of the Influence ofOrganophosphoms Compounds and 1-3 of Aluminium and Magnesium Hydroxides on Combustion Properties of Epoxy Materials", Energies 2022, 15, 6696, DOI: 10.3390/enl5186696, A A. Rudawska i inni,, ,,Wybrane zagadnienia modyfikacji kompozycji klejowych 1-3 epoksydowych", PRZETWÓRSTWO TWORZYW 2 (marzec - kwiecien) 2016, str. 91-99, A PL231637 Bl (POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL) 29-03-2019 1-3 A zastrzezenia patentowe PL439373 Al (POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL) 12-09-2022 zastrzezenia patentowe D Dalszy ciag wykazu dokumentów na nastepnej stronie A- dokument okreslajacy ogólny stan techniki, który nie jest uwazany za posiadajacy szczególne znaczenie, E - dokument stanowiacy wczesniejsze zgloszenie lub patent, ale opublikowany w lub po dacie zgloszenia, 1-3 L - dokument, który moze poddawac w watpliwosc zastrzegane pierwszenstwo(-wa), lub przytoczony w celu ustalenia daty publikacji innego cytowanego dokumentu lub z innego szczególnego powodu, O - dokument odnoszacy sie do ujawnienia ustnego przez zastosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób, P - dokument opublikowany przed data zgloszenia, ale pózniej niz zastrzegana data pierwszenstwa, T - dokument pózniejszy, opublikowany po dacie zgloszenia lub w dacie pierwszenstwa i niebedacy w konflikcie ze zgloszeniem, ale cytowany w celu zrozumienia zasad lub teorii lezacych u podstaw wynalazku, X - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za nowy lub nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument brany jest pod uwage samodzielnie, Y - dokument o szczególnym znaczeniu; zastrzegany wynalazek nie moze byc uwazany za posiadajacy poziom wynalazczy, jezeli ten dokument zostanie polaczony z jednym lub kilkoma tego typu dokumentami, a takie polaczenie bedzie oczywiste dla znawcy, & - dokument nalezacy do tej samej rodziny patentowej. Sprawozdanie wykonali-a: Marzena Ulanowska Ekspert Data: 17.04.2023 Uwagi do zgloszenia Sprawozdanie zostalo wykonane w oparciu o zastrz. z dnia l 7.03.2023r. Podpis: /podpisano kwalifikowanym podpisem elektronicznym/ Pismo wydane w formie dokumentu elektronicznego PL 444116 A1 /10 PL