Эпоксидный олигомер для изготовления антикоррозионных покрытий

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 536l99 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.12.74 (21) 2087810/05 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25 1176 Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 06.06.77 (51) М. Кл.1

С 08 G 59/04

С 08 L 63/02

Гасударственный комитет

Саввтв Министров СССР аа делам изааретений н открытий (53) УДК 678.643 42 5 (088.8) В. И. Богданов, А. В. Кожевников, В. П. Кондратьев, П. В. Корыстин и О. Ф. Саксон (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханнзации, санитарно-технических и специальных строительных работ (71) Заявитель (54) ЭПОКСИДНЫЙ ОЛИГОМЕР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ

0 — CH- Дн-f! H

О-СН-СН-СН. 0-!

OH (пт+2) Изобретение относится к новым олигомерам, в частности к фосфорсодержащей эпоксидной смоле на основе оксифенильных эфигде R — алкил с числом атомов углерода от 1 до 10

12;

m — коэффициент, соответствующий числу атомов фосфора в молекуле олигомера, Известны применяемые в эпоксидных композициях фосфорсодержащие смолы, имеющие эпоксидные группы, которые получаются при взаимодействии эпоксидных смол с органическими хлорсодержащими производными фосфорных кислот (11.

Такие эпоксидные композиции отличаются 20 негорючестью и огнестойкостью, но имеют невысокие показатели теплостойкости и стойкости к действию сильноагрессивных химических сред.

Для устранения этого недостатка предложено использовать в качестве основного составляющего 25

2 ров фосфористой кислоты для приготовления противокоррозионных материалов общей формулы эпоксидных композиций фосфорсодержащий эпоксидный олигомер с двумя или более эпоксидными группами, в который трехвалентный фосфор входит как составляющая часть основной цепи олиго мера.

Такой олигомер, дающий при отверждении продукты с повышенной теплостойкостью и стойкостью к действию сильно агрессивных химических сред, получается при поликонденсации оксифенильных эфиров фосфористой кислоты с эпихлоргидрином.

В качестве оксифенильных эфиров фосфористой кислоты наиболее рационально использовать продукты взаимодействия треххлористого фосфора с двухатомными фенолами, например с резорцином или алкилрезорцинами.

536199

2-3

1-2

Наилучшие результаты получаются при синтезе эпок сидных олигомеров из фосфорфенольных продуктов, полученных при соотношении треххлористого фосфора и двухатомного фенола от 1: 2,25 до 1: 3,00 с содержанием фенольных гидроксилов от 2 до 3 в молекуле исходного фосфорфенольного продукта.

Имеющий место в щелочной среде (при поликонденсации с эпихлоргидрином) частичный гидролиз исходного фосфорфенольного продукта, хотя и ведет к отщеплению части фенолов, но существенно не сказывается на составе и свойствах олиго мера.

Существенным качеством данного олигомера является наличие в основной цепи атома трехвалентного фосфора, который связан через кислород с арильными кольцами. Это приводит к тому, что при термическом отверждении имеет место переход трехвалентного фосфора в пятивалентное состояние по схеме

В результате такого перераспределения связей происходит увеличение химической стойкости отвержденных продуктов по отношению к различным химически агрессивным веществам.

Олигомерные продукты на основе поликонденсации оксифенильных эфиров фосфористой кислоты и эпихлоргидрина являются термореактивными веществамн, которые при введении отвердителей, например полиаминов, переходят в отвержденное состояние как на холоде, так и при термической обработке. Отверждение с применением термической обработки является более предг.î÷òèòåëüíûì, так как при этом происходит перегруппировка, которая ведет к значительному увеличению химической стойкости.

П р и ме р 2. В качестве исходного фосфорфенольного продукта для синтеза фосфорсодержащего олигомера взят продукт взаимодействия треххлористого фосфора PCI 3 с этилрезорцином при мольном соотношении 1: 3.

Фосфорфенольный продукт представляет собой высоковязкое вещество от светло-до темно-коричневого цвета, растворяющееся в ацетоне, смеси ацетона с толуолом и в растворе едкого натра.

Синтез эпоксидных фосфорсодержащих олигомеров проводится в реакторе.

Режим синтеза

Коэффициент эпихлоргидрина на эквивалент гидроксильных групп 1,3-1,9

Коэффициент щелочи на эквивалент гидрок сильных групп 0,9-1,3

Продолжительность конденсации, час: основной дополнительной

Температура конденсации, С: основной 60 дополнительной 80

Пример 1. В качестве исходного фосфорфенольного продукта для синтеза фосфорсодержащего олигомера взят продукт взаимодействия треххлористогофосфора PClq со сланцевыми фенолами (алкилрезорцины с температурой кипения 260-320 С) при

20 мольном соотношении 1: 3, Фосфорфенольный продукт представляет собой высоковязкое вещество от светло-до темно-коричневого цвета, растворяющееся в ацетоне, смеси ацетона с толуолом и в растворе едкого патра.

В результате поликонденсации этого продукта с эпихлоргидрином по приведенному режиму синтеза получается фосфорсодержа.ций эпоксидный олигомер, отвечающий общей формуле где R — алкил со средним количеством атомов

35 углерода, равным 6, теоретическое количество фосфора и эпоксидных групп в которой согласуется с данными анализа (см. табл. 1) .

Свойства фосфорсодержащего олигомера, полученного таким образом, характеризуются пока40 зателями, приведенными в табл. 1.

Таблица 1

В результате поликонденсации этого продукта с эпихлоргидрином по приведенному режиму синтеза получается фосфорсодержащий олигомер, отвечающий следующей общей формуле:

536199

Таблица 3

Теоретическое количество фосфора и эпоксидных групп в ней согласуется с данными анализа (см. табл.2).

Пример 3. В качестве исходного фосфорфенольного продукта для синтеза фосфорсодержащего эпоксидного олигомера взят продукт взаимодействия треххлористого фосфора PCI с резорцином при мольном соотношении 1:3.

Фосфорфенольный продукт представляет собой вещество светло-коричневого цвета от высоковязкого до твердого, растворяющееся в ацетоне и едком натре.

В результате конденсации этого продукта с эпихлоргидрином по приведенному режиму синтеза

На основе фосфорсодержащих ."поксидных олигомеров, синтезированных в соответствии с приведенными примерами, могут быть получены противокоррозионные лаки, эмали и компаунды, обладающие повышенной теглостойкостью и стойкостью к химически агрессивным средам.

При использовании в качестве отвердителя полиаминов противокоррозионные материалы могут быть получены, например, по следующей рецептуре, вес.ч.:

Эпоксидный олигомер (по примеру 1, 2 и 3) 100

Пластификатор (дибутилфталат) 7

Наполнитель (железный сурик) 20-80

Растворитель (смесь ацетона и ксилола) 2-6

Отвердитель (полиэтиленполиамины) 10-14

Свойства фосфорсодержащего олигомера. полученного таким образом, характеризуются показателями, приведенными в табл. 2.

Таблица 2 получается фосфорсодержаший эпоксидный олигомер, отвечающий общей формуле

P 0, j 0 — 0н 6н 0н

Теоретическое количество фосфора и эпоксидных групп в ней согласуется с данными анализа (см. табл. 3) .

Свойства фосфорсодержащего олигомера, полученного таким образом, характеризуются показателями, приведенными в табл, 3.

Композиции приведенного состава, нанесенные на металлическую или бетонную поверхность, от- верждаются на холоде (при 18-24 С за 20-24 часа), однако для получения покрытий, обладающих оптимальными свойствами по стойкости к действию химически агрессивных сред (кислоты или щелочи), необходима термическая обработка покрытий (30 мин при 120 С с последующей выдержкой в течение 15 мин при 170-180 С) . В результате отверждения образуется прочное, химически стойкое покрытие, обладающее адгезией к защищаемой поверхности.

Свойства получаемых таким образом покрытий характеризуются показателями, приведенными в

60 табл. 4.

536199

Таблица 4

Состав на основе олигомера по примеру

Показатели

Гибкость по ШГ-1, мм

Прочность на удар, кгс см

0,8

0,75

1300

0,75

1250

1300

У.8

1У.8

Pf. 8

6992-68 казатели в агрессивных средах различных концентраций, приведенные в табл. 5.

Таблица 5

Формула изобретения

Эпоксидный олигомер общей формулы

0-СН - CH-СН -0-P а 1 2

ОН

-0-СН -CH" "СН а

tn+2 где R — алкил C l-l г m — коэффициент, соответствующий числу атомов фосфора в мо- M лекуле олигомера, для изготовления антикоррозионных покрытий.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии Р 1143632 кл. С3Р, 1969г. (прототип) .

ЦНИИПИ Заказ 5749/277

Тираж 630

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Твердость по маятниковому прибору

Предел прочности на сжатие, кгс/см

Водопоглощение, %

Теплостойкость по Мартенсу, С

Удельное омическое сопротивление, Ом см

Атмосферостойкость, баллы по ГОСТ

По своей химической стойкости составы на основе фЬсфорсодержащего эпоксидного олигомера для холодного и горячего отверждения имеют поПримечание: С вЂ” стоек, Н-нестоек

0,4

0,3

101 3

0,2

10l3