Способ получения отвердителей эпоксидных смол



Способ получения отвердителей эпоксидных смол

 


Владельцы патента RU 2488611:

Лапицкая Татьяна Валентиновна (RU)

Изобретение относится к способу получения отвердителей эпоксидных смол для изготовления крупногабаритных изделий, антикоррозионных покрытий и др. целей. Отвердители получают совмещением эвтектической смеси ароматических аминов с продуктом взаимодействия кислоты общей формулы R2R СООН, где R - алифатический, циклоалифатический или ароматический углеводородный фрагмент, R2 - заместитель -Cl, -F, -NH2, -NH-, -ОН, -СН=СН-, -СН=СН2 (А) с ди- или полиамином алифатического, циклоалифатического или ароматического типа (Б) и многоатомного спирта с содержанием гидроксилов от 2 до 6 в одной молекуле (В) при соотношении А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10 путем перемешивания в среде эфира ди- или трикарбоновой кислоты и одноатомного спирта при температуре от 20 до 80°С в течение от 10 до 120° мин при соотношении продукт взаимодействия: эвтектическая смесь ароматических аминов от 5:95 до 95:5. Изобретение позволяет получать отвердители, обеспечивающие снижение экзотермического эффекта при отверждении крупногабаритных изделий и повышение прочности получаемых полимеров при кавитационном воздействии воды. 2 табл., 8 пр.

 

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол, применяемых для получения высокопрочных композиционных материалов, антикоррозионных покрытий и других целей.

Известен способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий приготовление стабилизированной эвтектической смеси ароматических аминов (Патент RU 2.004.413).

Недостатками известного способа являются сравнительно невысокая деформационная теплостойкость композиционных материалов и защитных покрытий с их использованием, а также недостаточная жизнеспособность эпоксидных композиций, особенно при серийном изготовлении крупногабаритных изделий методом инфузии, например, гребных винтов из композиционных материалов.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий операцию смешения и взаимодействия амина с салициловой кислотой (см. патент RU 2.207.349).

Недостатками указанного способа являются высокая активность отвердителей и, как следствие, низкая жизнеспособность и высокий экзотермический эффект при отверждении крупногабаритных изделий, а также значительное снижение прочности полимеров и композитов, например, гребных винтов из композиционных материалов, при кавитационном воздействии воды.

Целью настоящего изобретения является способ получения отвердителей эпоксидных смол, обеспечивающий улучшение технологических свойств композиций - увеличение жизнеспособности снижение экзотермического эффекта при отверждении и повышение прочности получаемых полимеров при кавитационном воздействии воды. Поставленная цель достигается тем, что взаимодействие кислоты (А) и амина (Б) осуществляют совместно с многоатомным спиртом с содержанием гидроксилов от 2 до 6 в одной молекуле (В) в соотношении А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10 путем перемешивания компонентов в среде эфира ди- или трикарбоновой кислоты и одноатомного спирта при температуре от 20 до 80°С в течение от 10 до 120 мин. с использованием в качестве кислоты соединений общей формулы R2-R1-COOH, где R, алифатический, циклоалифатический или ароматический углеводородный фрагмент, R2 заместитель - Cl, -F, -NH2, -NH-, -ОН, -СН=СН-, -СН=СН2, в качестве аминного компонента используют ди- или полиамин алифатического, циклоалифатического или ароматического типа, а полученный тройной продукт взаимодействия совмещают с эвтектической смесью ароматических аминов с температурой плавления от -10°С до 90°С при соотношении продукт взаимодействия: эвтектическая смесь ароматических аминов от 5:95 до 95:5.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой загружают 45 мас.ч. транс-4-аминометил-циклогексан-1-карбоновой кислоты (А), содержащей в своей структуре циклоалифатический углеводородный фрагмент (R1) и замеситель - CH2-NH2, (R2), после чего загружают последовательно 70 массовых частей дибутилового эфира декандикарбоновой кислоты, 55 мас.ч. технического продукта - парааминобензиланилина(Б) и 5 мас.ч. глицерина (В) и при температуре 45°С перемешивают в течение 65 минут при скорости мешалки 1000 оборотов в минуту. К полученному таким образом тройному продукту взаимодействия добавляют эвтектическую смесь ароматических аминов метафенилендиамина (МФДА) и 4,4 диаминодифенилметана (ДАДФМ). Соотношение МФДА: 4,4 ДАДФМ 60:40. Тройной продукт взаимодействия и эвтектическую смесь берут в соотношении 50:50 и перемешивают при 45°С и 1000 оборотах в минуту в течение 20 минут. Примеры 2:8 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением параметров и компонентов согласно таблицы 1.

Свойства композиции на основе эпоксидной диановой смолы марок ЭД-20 и DER-331 и отвердителя, полученного по примерам 1÷8 в сравнении с прототипом приведены в таблице 2, данные которой подтверждают преимущества отвердителя по заявляемому способу не только перед прототипом, но и отвердителей, описанных в наиболее распространенных литературных источниках (см. Ли и Невилл, справочное пособие по эпоксидным смолам, справочник по пластическим массам, под редакцией В.М. Катаева, т.II.

Таблица 2
Свойства составов на основе эпоксидных диановых смол марок ЭД-20 (Россия) - числитель и ее аналога DER-331 (Дау Кемикал, США) - знаменатель и отвердителя, полученного по заявляемому способу, в сравнении с прототипом.
№ п/п Наименование показателя Величина показателей по примерам
1 2 3 4 5 6 7 8 Патент RU 2.207.349 прототип
1 Жизнеспособность состава смола + отвердитель при температуре 60°С в массе 200 гр., мин. 80 85 90 93 85 83 95 93 90 87 85 87 80 83 88 88 5 7
2 Пиковая температура экзотермической реакции отверждения в образце кубической формы в массе 1000 г, 0°С 180 185 185 183 178 175 180 187 190 195 195 200 187 195 185 190 300 310
3 Предел прочности при статическом изгибе, МПа
- исходная величина 140 145 135 140 145 148 130 136 138 140 140 142 135 135 140 145 120 125
- после 60 дневного кавитационного воздействия воды со скоростью 8 м/сек при 25°С 130 135 125 120 130 135 125 130 130 125 135 125 120 120 130 130 80 75

Способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий операцию смешения и взаимодействия амина с кислотой, отличающийся тем, что взаимодействие кислоты (А) и амина (Б) осуществляют совместно с многоатомным спиртом с содержанием гидроксилов от 2 до 6 в одной молекуле (В) в соотношении А:Б:В от 70:29:1 до 20:70:10 путем перемешивания компонентов в среде эфира ди- или трикарбоновой кислоты и одноатомного спирта при температуре от 20 до 80°С в течение от 10 до 120 мин с использованием в качестве кислоты соединений общей формулы R2-R1-COOH, где R1 - алифатический, циклоалифатический ароматический углеводородный или гетероциклический фрагмент, R2 - заместитель -Cl, -F, -NH2, -NH-, -ОН, - СН=CH-, -CH=СН2, в качестве амина используют ди- или полиамин алифатического, циклоалифатического или ароматического типа, а полученный тройной продукт взаимодействия совмещают с эвтектической смесью ароматических аминов с температурой плавления от -10°С до 90°С при соотношении продукт взаимодействия:эвтектическая смесь ароматических аминов от 5:95 до 95:5.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к химической промышленности и промышленности строительных материалов, а именно к получению химически стойких, слабогорючих (Г1) полимерных композиций, которые могут быть использованы для ремонта и восстановления строительных конструкций.

Изобретение относится к способу получения антифрикционных эпоксидных материалов и может применяться для изготовления вставок в узлах трения с бинарной поверхностью, а также для устранения дефектов металлических поверхностей.

Изобретение относится к способам приготовления эпоксидных композиций и изделиям, изготовленных из них. .

Изобретение относится к химии и технологии производства полуфабрикатов из термоплавких композиций эпоксидных смол, препрегам и слоистым изделиям на их основе и может быть использовано в производстве трехслойных (сэндвич) панелей.

Изобретение относится к полимерным композициям для изготовления пористых высокоэластичных абразивных и алмазных инструментов, предназначенных для зачистки, полирования стальных лент, листов и изделий из цветных металлов.
Изобретение относится к способам антикоррозионной защиты металлических конструкций и крупногабаритного промышленного оборудования, эксплуатируемых в атмосферных условиях, путем нанесения на поверхность лакокрасочного покрытия.

Изобретение относится к связующим на основе эпоксидных смол, применяющихся для изготовления полимерных композиционных материалов, и может быть использовано в авиастроении и других областях техники.
Изобретение относится к области создания двухкомпонентных эпоксидных композиций холодного отверждения для изготовления препрегов, которые могут быть использованы в строительстве, а также в авиационной, машиностроительной, судостроительной и других областях техники.
Изобретение относится к области создания двухкомпонентных эпоксидных композиций холодного отверждения для изготовления препрегов, которые могут быть использованы в строительстве, а также в авиационной, машиностроительной, судостроительной и других областях техники.

Изобретение относится к способу получения отвердителей эпоксидных смол и может применяться для получения эпоксидных композиций с улучшенными технологическими свойствами.

Изобретение относится к пленкообразующей композиции, способной к электроосаждению. .

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 для других целей.

Изобретение относится к получению отвердителей, применяемых в эпоксидных компаундах, предназначенных для антикоррозионной защиты и др. .

Изобретение относится к застывающему полимерному составу и к его использованию при защите подложек, в частности, металлических труб. .

Изобретение относится к эпоксидным полимерным композициям, используемым для изготовления заливочных и пропиточных компаундов электротехнического назначения, термостойких клеев, связующих для стеклопластиков.

Препрег // 1068444

Изобретение относится к композиции для склеивания и покрытия на основе эпоксидной смолы для защиты строительных конструкций, например в составах для наливных полов, а также для склеивания металлов в различных областях народного хозяйства и в быту. По первому варианту эпоксидная композиция включает эпоксидную диановую смолу и аминный отвердитель. В качестве аминного отвердителя композиция содержит продукт взаимодействия полиаминоалкилфенола формулы (1) где n равно 1-7, и циклокарбоната с содержанием циклокарбонатных групп 18,67-25,00 мас.%, эпоксидного кислорода 0,13-1,38 мас.%, гидроксильным числом 11,4-12,5 мг КОН/г на основе окисленного рапсового масла с содержанием эпоксидного кислорода 5,75-6,22 мас.%, гидроксильным числом 13,6-14,6 мг KOH/г, йодным числом 3,7-12,3 г I2/100 г. По второму варианту эпоксидная композиция содержит эпоксидную диановую смолу, циклокарбонат и аминный отвердитель. В качестве циклокарбоната композиция содержит вышеуказанный циклокарбонат на основе окисленного рапсового масла. В качестве аминного отвердителя она содержит вышеуказанный полиаминоалкилфенол формулы (1). Группа изобретений позволяет снизить вязкость эпоксидной композиции на 20-25%, увеличить время ее желатинизации для использования композиции на больших поверхностях в 1,5-2 раза, увеличить удельную ударную вязкость на 5-15%, прочность при разрыве на 7-10% и адгезионную прочность в 1,5-2 раза. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 16 пр.
Наверх