Отвердитель эпоксидановых смол

 

О Il N C --

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.06.78 (21) 2634273/23-05 с присоединением заявки Ле (23) Приоритет

Э (51)M. Кл.

С 08 g 59/56

ГЬоударствеииый комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 25,01.81 (53) УДК 678.686 (088 8) Г1. В. Сидякин, Н. H. Филатова и Б. Н. Егоров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОТВЕРДИТЕЛЬ ЭПОКСИДИАНОВЫХ СМОЛ

Изобретение относится к химическим органическим веществам — отвердителям эпоксид нь<х смол, преимущественно лакокрасочных систем и может быть использовано в различO ных областях техники, Известны отвердители типа ароматических аминов, совмещаемые с эпоксидными смолами, например 50%-ный раствор м-фенилендиамина в этиловом спирте, вводимый в состав на основе эпоксидной смолы, содержащий наполнители и другие компоненты. Полное отвержцение состава для реализации его потребительских свойств достигается при нагревании до 80 С и далее до 150 С (1).

Недостатками этого отвердителя являются: непригодность применения гри температуре ниже 13 — 15 С, вследствие необратимой при данной температуре выкристаллизации фенилендиамина и расслоения отвердителя, сопровождаемого потерей его отверждающей способности; необходимость нагрева нанесение на поверхность лаковой смеси или литьевой пенопластовой композиции для достижения полного отверждения состава, включающего в себя эпоксидную смолу и отвердитель; пониженные физико-механические характери. стики покрытий, выраженные в снижении эластичности и появлении хрупкости после дости5 жения состояния полного отверждения, что особенно резко проявляется в процессе эксплуатации при пониженных температурах.

Известен также отвердитель эпоксидных

t0 смол на основе ароматического амина, представляющий собой смесь твердого м-фенилендиамина с п,п-дифенил-п-.ôåíèëåíäèaìèíîì, вводимый в жидкий эпоксидный состав и позволяющий. отверждать состав при комнатной температуре (2) .

Недостатками отвердителя являются трудоемкость и неудобство технологической операции совмещения твердых компонентов отвердителя типа кристаллического м-фенилендиамина, содержащего n,n-дифенил- и- фенилендиамин, с жидким составом на основе эпоксидной смолы, существенное повьпцение времени твердения эпоксидного состава при использо798122 ванин отвердителя при температуре ниже

15 — 18 С.

Наиболее близким к предлагаемому является отвердитель эпоксидных смол — эвтектическая смесь ароматических аминов, содержащая полиметиленфениленамин (продукт олигомеризации хлоргидрата анилина с формадьдегидом, имеющий среднечисловой мол.вес.

280 — 400, м-фенилендиамин и двухосновную кислоту, например салициловую. Смесь указанных аминов представляет собой жидкий вязкий продукт при температуре от 15 С и выше, что обеспечивает хорошую совместимость отвердителя с эпоксидными смолами и их растворами, например лаками, в данном температурном режиме. Полное отверждение эпоксидной смолы при использовании данного отвердителя достигается путем нагревания при

70 — 90 С (31.

Недостатками отвердителя являются необходимость нагрева нанесенной на поверхность лаковой смеси или литьевой пенопластовои композиции для достижения полного твердения состава, включающего в себя эпоксидную смолу и отвердитель, а также низкая стабиль ность отвердителя при хранении на холоде при температуре ниже 13 С, выраженная в расслоении в результате выкристаллиэации одного из компонентов м-фенилендиамина, необратимой потере отверждаюшей способности вследствие ускоренного окисления выделившегося вешества при хранении.

Цель изобретения — повышение стабильности отвердителя в процессе хранения при пониженных температурах (ниже 13 С) и более полное отверждение на холоду покрытия, содержащего указанный отвердитель.

Цель достигается тем, что отвердитель содержащий эвтектическую смесь полиметилен фениленамина с м-фенилендиамином и салициловую кислоту, он дополнительно содержит низкомолекулярную полиамидную смолу при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Эвтектическая смесь полиэтиленфениленамина с м-фенилендиамином 40-60

Низкомолекулярная полиамидная смола 40-60

Салициловая кислота 0,5 — 2,5

Отвердитель содержит полиметиленфениленамин (продукт олигомеризации хлоргидрата анилина с формальдегидом) со среднечисловым молвес. 280 — 400), низкомолекулярную полиамидную смолу — продукт конденсации смеси жирных кислот растительных масел общей формулы С,„Н (СООН) р, где p =

= 5-371 m = 10 — 120; р = 2, с низкиМи алифатическими аминами, имеющими аминное число 140 — 340 и вязкость 30 — 200 Пз..

Эвтектическую смесь полиметиленфениленамина и м-фенилендиамина готовят путем тщательного .перемешивания компонентов при температуре 20 — 60 С до получения однороднои вязкои жидкости.

Проводят лабораторные испытания двух отвердителей эпоксидных смол в составе эпоксидной эмали: низкомолекулярной смолы марки Л вЂ” 19 и аналогичной ей, представляющих собой продукты взаимодействия жирных кислот льняного масла с этилендиамином и имеющих аминное число 280, вязкость 60 Пз . (1 вариант) и аминное число 340 вязкость

37 Пз (11 ваоиант).

lS Методика приготовления образцов.

А. Отвердитель (1), состоящий из эвтектической смеси полиметиленфениленамина с м-фенилендиамином, салициловой кислоты и полиамидной смолы (ПС) (I I вариант), 2о взятых в соотношении 1: 1 по массе, вводят в состав эпоксидной эмали ЭП вЂ” 5165 с

ПС (11 вариант) в близком к стехиометрическому соотношении из расчета 0,6 первичной или одной вторичной аминогруппы на одну эпоксигруппу эпоксиднои смолы.

В. Параллельно готовят три состава на основе эмали ЭП-5165: один, как в примере А, с отвердителем (2) на основе эвтектической смеси в сочетании с ПС (1 вариант) взятых в соотношении 1: 1, другой — с отвердителем ПС (1 вариант), третий — с отвердителем ПС (1 вариант) в сочетании с салициловой кислотой, взятой в количестве

2% от массы ПС, что соответствует эффективному значению коэффициента активности катализатора из расчета на эпоксидное содержание смеси. Во всех случаях отвердители берут в близком к стехиометрическому соотношению из расчета 0,6 первичной или

4о одной вторичной аминогруппы на одну эпоксигруппу смолы (111 вариант) .

В каждом из сравниваемых вариантов материал наносят пневмораспылением на металлические и стеклянные подложки, а также на

45 целлофан, для получения свободной пленки до толщины покрытия 250 — 300 мкм.

Выдерживают образцы в течение 7 сут до получения снимаемой пленки с целлофана, после чего проводят испытания.

Эффективность отверждения эмалевого состава различными отвердителями представлена в табл. 1.

Физико- механические показатели эпоксидных покрытий эмалью ЭП вЂ” 5165, отвержденных различными отвердителями, приведены в табл.2.

Пример 1. 40 г эвтектической смеси смешивают с 60 r полиамидной смолы, имеюшей аминное число 220 и вязкость 170 Пз и

798122 вер

85 — 90

20-25

Π— 5

6 — 12

50-60

60-80

6 — 9 (2) 86-91

Π— 5

6 — 18

18-20

ПС(1 вариант) через 96 ч нет полного отверждения

5 — 8

60-70

50-60

70-90

8 — 10

60 — 80

ПС (I I I вариант) То же

:Таблица 2

45 — 50

10-14

Выдержка на воздухе 7 сут. при 18 — 23 С

ПС(П вариант) То же

Прибой до подложки, характерный для мягкого покрытия

Менее 2, не поддается измерению, покрытие мягкое.ПС(1 вариант)

ПС (! ! вариант) То же

То же (2) 15-18

45 — 50

5 добавляют 0,5 r салициловой кислоты, осуществляя совмещение компонентов при 18—

23 С. Интенсивно в течение 3-5 мин или моно. тонно в течение 8 — 10 мин перемешивают смесь до получения однородной вязкой жидкости, не обнаруживающей признаков расслоения в течение 1 сут.

Пример 2. Эвтектическую смесь 50 г смешивают с 50 r п оOл иHа мMиHд нHоOH и с мMоoл bы, имею- 10 шей аминное число 220 и вязкость 170 Пз и добавляют 1 r салициловой кислоты, осуществляя совмещение компонентов при 18—

23 С. Интенсивно в течение 3 — 5 мин или монотонно в течение 8 — 10 мин, перемешивают смесь до получения однородной вязкой жидкости. Охлаждают смесь до температуры ниже комнатной, но не ниже 5 С и устанавливают отсуствие расслоения продукта путем визуального наблюдения через сут хранения в 20 спокойном состоянии.

ПС (П вариант) через 96 ч нет полного отверждения

H p и м е р 4. 8 г отвердителя, согласно примерам 1 — 3, охлажденного до 5 — 10 С, смешивают с 92 г 40 o-ого раствора эпоксидиановой смолы с молекулярным весом 1000 в смеси ксилола с бутилацетатом, взятых в соотношении 60: 40 по массе. Тщательно перемешивают смесь до получения, однородного раствора и выдерживают в течение 2 ч при температуре 5 — 10 С. Разбавляют смесь охлажденным до 5 — 10 С растворителем (смесь ксилола, бутилацетата и этилцеллозольза, взятых в соотношении 15; 25; 30: 30 по массе) и наносят пневмораспылителем на жестяные и стальные пластины до толщины слоя 90—

120 мкм. После выдержки окрашенных нластин в течение суток, образуется покрытие с физико-механическими характеристиками, представленными в табл. 3.

Таким образом, степень отверждения покрытий предла!.аемым отвердителем повышается на 30% по сравнению с известным.

Таблица 1