Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Iiii798123 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.12.77 (21) 2556779/23-05 (51)М. Кл.

С 08 6 59/62 с присоединением заявки .%—

Госудорстоеииый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 23 01-81 Бюллетень М

Дата опубликования описания 25.01.81 оо делам изобретеиий и открытий (53) УДК 678-686 (088.8) Л. Я. Калде, Х. А. Рийсалу и И. H. Гриневский (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт слашюв (71) Заявитель (54) ОТВ1 РДИТЕЛЬ ДЛЯ ЭПОКСИРЕЭОРЦИНОВЫХ СМОЛ

Изобретение относится к вспомогательным веществам CUIR полимерных материалов и может быть использовано для отверждения эпоксидных смол, преимущественно эпоксифенольных тампонажных материалов.

Известны комплексы продуктов конденсации ароматических полиаминов и альдегидов, в том числе фурфурола с водорастворимыми солями титана, хрома, ванадия, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цинка или кадмия (1) .

Недостатком этих отвердителей является то, что они требуют горячего отверждения, В качестве холодного отвердителя эпоксидных смол известны продукты реакции алифатических полиаминов с альдггидами, в том числе и с фурфуролом (мольное соотношение полиамина к альдегиду 2 — 1:1 — 2), причем для регулирования вязкости стойкости он дополнительно может содержать кислоты или их ангидриды (2) .

Недостатком данного отвердителя является низкая стабильность фурфурол-аминной композиции при хранении, которая составляет лишь

2 — 3 суток, а через 4 — 5 суток о»а уже переходит в нетекучее и нерастворимое состояние и тем самым теряет свои отверждающие свойства. Такая низкая стабильность препятствует широкову внедрению данного отвсрдителя, в частности, для отверждения эпоксидных тампонажных материалов. Обработка же кислота ми или их ангидридами снижает реактивность отвердителя путем дополнительного связь зывания активных аминогрупп и повышает его вязкость, что нежелательно при совмещении отвердителя . с низковязкими эпоксидными смолами, например с эпоксифснольными тампонажными материалами. Кроме того, присутствие кислоты способствует самоокислению фурфу- . рола, что приводит к дополнительному снижению стабильности свойств отвердиэеля.

Цель изобретения — обеспечение стабильности отвердителя при хранении.

Поставленная цель достигается тем, гго отвердитель на основе продукта полиамина с фурфуролом дополнительно содержит алифатический спирт при следуюпгсм соотношении компонентов, весЯ:

798123

Продукт реакции полиамина с фурфуролом 50-80

Алифатическ: и спирт 20-50

Предпочтительно использовать алифатические спирты C> — С4.

При смешении полиамина с фурфуролом происходит реакция, на первой стадии которой образуются основания Шиффа, способные сконденсироваться при хранении вплоть до твердого нерастворимого состояния. Добавление спирта останавливает реакцию конденсации на ее первых ступенях, стабилизируя продукты реакции. Кроме того, спирт является ингибитором самоокисления фурфурола. Но кон кретный механизм стабилизации продуктов реакции полиамина с фурфуролом не известен.

Спирты также являются хорошими растворителями.как исходных веществ, так и продуктов реакции полиамина и фурфурола.

При содержании спирта менее 20% стабилизирующий эффект недостаточен, а при содержании более 50% снижаются прочностные свойства отвержденных композиций.

Алифатические С вЂ” С4 спирты обладают высокими стабилизирующими свойствами, хорошо совмещаются с различными эпоксиматериалами и, кроме того, доступны.

Иэ-за частичного связывания активных первичных аминогрупп аминофурфуроловый отвердитель менее активен и для отверждения эпоксифенольных тампонажных смол его добавляют в большем количестве, чем повышается технологичность отвердителя, а именно, при больших обьемах рабочих тампонажных растворов достигается более равномерное распределение отвердителя по массе всего материала, улучшается управляемость тампонажных работ (возможность более гибко регулировать сроки схватывания, значительно уменьшается воэможность возникновения аварийных состояний из-за ошибок дозировки отвердителя ипи преждевременного полного или частичного отверждения материала и т.д.).

Пример 1. Образец отвердителя приготовляют следующим образом. В круглодонной колбе с обратными холодильником и мешалкой растворяют 75,0 мл этилового спирта, 81,4 мл полиэтиленполиамииа, раствор охлаждают до 20 — 30 С, добавляют 93,8 мл фурфурола с такой скоростью, чтобы температура реакционной смеси не превышала 60 — 70 С и йеремешивают полученный раствор с одно. временным охлаждением еще в течение часа.

Получают отвердитель следующего состава, вес.%: продукт реакции полиэтипенполиамина

75,9 (мольное соотношение фурфурола и полиэтиленполиамина 1,5:1,0), этиловый спирт 24,1.

Пример 2. По примеру 1 готовят образец 2 с той разницей, что для получения

ЗО

3S

Ю

S0

4 продукта берут, мл: этиловый спир 203; полиэтиленполиамин 139 и фурфурол 158. Ilo. лученный отвердитель содержит, вес%: продукт реакции полиэтиленполиамина с фурфуролом 61,9 соотношение фурфурола и лолиэтиленполиамина также 1,6:1,0) и этиловый спирт 38,1.

Пример 3. По примеру 1 готовят образец 3 с той разницей, что для получения продукта берут, мл: этиловый спирт 270; полиэтиленполиамин 117 и фурфурол 113. Полученный отвердитель содержит 50,2 вес.% продукта реакции полиэтиленамина с фурфуролом (мольное соотношение фурфурола и амина

1,0:0,8) и 49,8 вес.% этилового спирта.

Пример 4. По примеру 1 готовят образец 4 с той разницей, что для получения продукта берут, мл: изопропиловый спирт

57,5; полиэтиленполиамин 62,5 и фурфурол

72,5. Полученный отвердитель содержит

76,0 вес.% продукта реакции полиэтиленполнамина с фурфуролом (соотношение фурфурола и полиамина 1,5:1,0) и 24,0 вес.% изопропилового спирта.

Пример 5. По примеру 4 готовят образец 5 с той разнице, что в качестве спирта используют изобутиловый спирт. Полученный отвердитель содержит 75,5 вес.% продукта реакции полиэтиленполиамина с фурфуролом и 24,5 вес.% изобутилового спирта, Пример 6. Для сравнения готовят образец 6 следующим образом. Вносят в круглодонную колбу с обратным холодильником и мешалкой 62,5 мл полиэтиленполиамина и медленно при интенсивном охлаждении добавляют 72,5 мл фурфурола, после окончания добавления фурфурола перемешивают еще в течение часа с одновременным охлаждением.

Соотношение фурфурола и амина в полученном продукте: 1,5:10.

Для обоснования количественных границ содержания спиртов. в композиции готовят контрольные образцы.

Пример 7, Готовят образец 7 по примеру 1 с той разницей, что для получения продукта берут, мл: этиловый спирт 12,4; полиэтиленполиамин 81,4. и фурфурол 93,8.

Полученный отвердитель содержит 95 вес,% продукта реакции полиэтиленполиамина с фурфуролом (мольное соотношение фурфурола и полиэтипенполиамина 1,5:1,0) и 5 вес.% этилового спирта.

Для определения стабильности отвердителей измеря:ют их вязкость на вискозиметре

B3 — 4 при 20 С в момент приготовления, че рез 2; 10 и 21 день.

Пример 8. По примеру 7 готовят образец отвердителя 8 с той разницей, что цля получения продукта берут, мл: этилового

798121

5 елыр а 41.6. полиэигленлолиамин 81,4 и фурфурол 93,8. 1!олученный отвердитель содержит

85 вес.% продукта реакции полиэтиленполиамина с фурфуролом и 15 вес.% этилового спирта.

Пример 9. По примеру 7 готовят образец отвердителя 9 с той разницей, что для получения его берут, мл: этиловый спирт 60; полиэтиленполиамин 81,4 и фурфурол 93,8.

11олученный отвердитель содержит 80 вес.% продукта реакции полиэтиленполиамина с И фурфуролом и 20 вес.% этилового спирта.

Пример 10. По примеру 7 готовятобраэец отвердителя 10 с той разницей, что для получения его берут, мл: этиловый спирт 16,6; полиэтиленлолиамин 81,4 и фурфурол 93,8.

Полученный отвердитель содержит 40% продукта реакции полиэтиленполиамина с фурфуролом и 60% спирта. Вязкость в момент приготовления 13 с, которая затем во времени не изменялась.

Для определения отверждающей способнос-, ти готовят композицию следующего состава:

100 вес.ч. тампонажной эпоксифенольной смолы КТМ и 19 вес.ч. отвердителя (минимально необходимое количество отвердителя, учитывая содержание эпоксигрупп в смоле). Залитые парафином образцы отверждают при 20 С в течение 7 суток, но образцы остаются мягкими.

Результаты изменения вязкости исследуемых композипий отвердителя во времени приведены в табл, 1.

Из экспериментальных данных следует, что при содержании в композиции спирта ниже

20% получаемые продукты (см. примеры 7 и

8) не соответствуют требованиям, предъявляемым к отвердителям элоксифенольных тампонажных смол (оптимальная вязкость при применении 10-30 с, предельно допустимая

100 с). Содержание спирта 20% является нижним допустимым пределом, позволяющим хранить полученную композицию в течение месяца, что является минимальным сроком хранения.

Из экспериментальных данных также следует, что стабильность композиций при со- 45 держании спирта ыиже 20% сильно зависит от его содержания, а выше 24% практически уже не зависит от содержания спирта.

Верхний предел содержания спирта в композиции определяется не стабильностью. самого отверцителя, а свойствами отверждаемого материала. Как видно из примеров 1 — 3, прочность при сжатии, с увеличением содержанйя спирта в отвердителе, уменьшается.

Для определения стабильности отвердителя при хранении, определяют (сразу после приготовления продукта и после его годичного хранения) его условную вязкость на вискоэиметре B3 — 4, изменение которой определяет степень протекания конденсационных процессов, и содержание активного азота путем титрования с соляной кислотой, которое определяет отверждаемую способность продукта.

Результаты определения приведены в табл.2.

Для проверки отверждающей способности используют все образцы (кроме шестого ) в качестве отвердителя эпоксифенольной тампонажной смолы марки ГТМ вЂ” 3 при комнатной температуре. После двухсуточного отверждения определяют прочность на сжатие отвержденных композиций. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Кроме того, образец 1 исследуют при отверждении эпоксифенольной тампонажной смолы ГТМ вЂ” 3 в различных средах (вода, рассол, керосин) как с наполнителем (цемент), так и без него. Для сравнения проводят опыты с отвердителем — полиэтиленполиамином марки Б (ПЭПА Б), который в настоящее время используется для отверждения смолы

ГТМ вЂ” 3.

Результаты опытов приведены в табл. 3, Из приведенных примеров следует, что дополнительное введение в состав известного отвердителя на основе продукта реакции полиамина и фурфурола спирта в количестве 20—

50 вес.% намного превышает его стабильность при хранении (от 3 — 4 суток до 1 года) и позволяет применять его, по крайней мере, в течение года без существенных изменений свойств отвердителя.

Кроме того, при использовании в качестве отвердителя стабилизированного спиртом фурфуролового отвердителя, прочность отвержденных тампонажных материалов не уступает материалам, для отверждения которых используют полиэтиленполиамины.

798123

178

426

Нетекуч.

29

113

21

27

52

13

10

13

10-30

Требуемая величина

Таблица 1 ерез 21 сутки

Менее 1000

798 123

6 о у4 R R

МЪ О" (Ф

v о у4 о о о„

1 . I ° а„о о„ о о Г4 I

° р, а М 1" О" р «Ч « ГЧ 0Ч

o„ о о„

00 М c" о"

00 Ch ч «ч

ГЧ о"

0О О и 00 . 00"

00 И С а

° ° \ СЧ м i 00 ь„ Ф 00 Ch Ф 1

СЧ еп т3 CV СЧ о о сч„о„о„ и о" О" и (чэ а

1 ! .. 1 о 0 (I

I

l !

I ! !

I

I

798123 м сч . ю оо И сч и с 4 с м) сс м с1 г4 с3 с! с! сч с»- м сCh м

Ю оо

3/ сч о м со

О оО О с 3 О

Vl сч

Vl

Ю с 4

D с м

Щ

Ю с- О (Г) м

О "

4 ) 00 с= м

D с»

Г1 3

О

D

ОО с.1

Формула изобретения

798 123

Составитель Н. Космачева

Редактор А. Шишкина Техред E.Ãàâðèëåøêî Корректор Ю. Макаренко е—

Заказ 9944/28 Тираж 541 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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

Отвердитель для эпоксирезорциновых смол, включающий продукт взаимодействия полиамина с фурфуролом, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности отвердителя при хранении, он дополнительно содержит алифатический спирт при следую щем соотношении компонентов, вес.%:

14

Продукт реакции полиамина с фурфуролом 50-80

Алифатический спирт 20-50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3310602, кл. 260-834, опублик. 1963.

2. Патент CltIA Р 3036285, кл. 260 — 834, опублик.,1962 (прототип) .

Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол Отвердитель для эпоксирезорциновыхсмол 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к многокомпонентной местной пенистой системе для получения пенополиуретанов для строительных целей на местах, состоящей из полиизоцианата (компонент А), полиола, содержащего воду (компонент В), которые находятся в отдельных контейнерах, а также эпоксидной смолы на основе бисфенола А и бесфенола F, и/или силоксанового форполимера со средней молярной массой от 200 г/моль до 10000 г/моль с реактивными концевыми алкокси-группами (компонент С), обычного катализатора для реакции образования полиуретана, и/или обычного сшивающего агента для силоксанового форполимера (компонент D) в пространственно разделенной форме и, необязательно, наполнителя, одного или нескольких красителей или пигментов и обычных добавок

Изобретение относится к композициям на основе эпоксидного олигомера и олигофенола, которые могут быть использованы для получения теплои термостойких конструкционных материалов , связующих, клеев и покрытий электроизоляционного назначения

Изобретение раскрывает способ пропитки реакторов с воздушным сердечником или деталей реакторов с воздушным сердечником, включающий следующие стадии: i) изготовление реактора с воздушным сердечником или детали реактора с воздушным сердечником, ii) нанесение системы пропитки на реактор с воздушным сердечником или деталь реактора с воздушным сердечником, причем вышеупомянутая система пропитки включает: a) один или несколько компонентов, представляющих собой полиглицидиловый простой эфир полифенола; b) один или несколько пластификаторов, выбранных из полипропиленгликоля или полиэтиленгликоля; c) дициандиамид и d) один или несколько ускорителей, выбранных из группы, которую составляют имидазол, производные имидазола, производные мочевины и их смеси, iii) отверждение пропитки реактора с воздушным сердечником или пропитки детали реактора с воздушным сердечником. Также раскрывается подвергнутый пропитке реактор с воздушным сердечником или делать реактора. Описывается применение системы пропитки для реактора с воздушным сердечником или деталей реактора. Технический результат заключается в получении системы пропитки для реакторов с воздушным сердечником с повышенной стойкостью к растрескиванию и устойчивостью к гидролизу. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 2 пр.

Изобретение относится к аминным отвердителям эпоксидных смол. Предложен отвердитель для эпоксидных смол, содержащий амин с по меньшей мере одной аминогруппой формулы (I) и амин с по меньшей мере одной аминогруппой формулы (II), где Х не является 2-гидроксифенилом и соотношение между количеством аминогрупп формул (I) и (II) составляет от 0,05 до 1,0. Технический результат – предложенные отвердители обладают слабым запахом и низкой вязкостью, быстро затвердевают с эпоксидными смолами, не давая помутнения при получении пленок с высокой прочностью и стойкостью. Предложенные составы эпоксидных смол особенно подходят для покрытий с низким уровнем эмиссии. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 табл., 6 пр.

Изобретение относится к композициям отверждаемой массы для крепежных целей. Предложена композиция отверждаемой массы для крепежных целей, содержащая эпоксидный компонент (а), содержащий отверждаемые эпоксиды, и отверждающий компонент (b), содержащий композицию из оснований Манниха, полученную взаимодействием определенных аминов, и/или смесь из стиролизованных фенолов и низкомолекулярных аминов, новые композиции из оснований Манниха и/или смеси из стиролизованных фенолов и низкомолекулярных аминов. Технический результат – предложенная композиция позволяет получать эпоксидные смолы, обеспечивающие большие усилия извлечения и большие напряжения сцепления, особенно при повышенных температурах. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к композициям отверждаемой массы для крепежных целей. Предложена композиция отверждаемой массы для крепежных целей, содержащая эпоксидный компонент (а), содержащий отверждаемые эпоксиды, и отверждающий компонент (b), содержащий композицию из оснований Манниха, полученную взаимодействием определенных аминов, и/или смесь из стиролизованных фенолов и низкомолекулярных аминов, новые композиции из оснований Манниха и/или смеси из стиролизованных фенолов и низкомолекулярных аминов. Технический результат – предложенная композиция позволяет получать эпоксидные смолы, обеспечивающие большие усилия извлечения и большие напряжения сцепления, особенно при повышенных температурах. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 пр.
Наверх