BR102016028902A2 - Latent EPOXY RESIN FORMULATIONS FOR LIQUID IMPREGNATION PROCESSES FOR PRODUCTION OF FIBER COMPOSITE MATERIALS - Google Patents
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Abstract
formulações de resina epóxi latentes para processos de impregnação líquida para produção de materiais compósitos de fibra. a invenção proporciona composições epóxi que consistem em pelo menos um componente de resina e pelo menos um componente endurecedor, a composição sendo adequada como matriz termoendurecível para a produção de produtos de matriz de fibra semiacabados e laminados de matriz de fibra endurecida.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: “FORMULAÇÕES DE RESINA EPÓXI LATENTES PARA PROCESSOS DE IMPREGNAÇÃO LÍQUIDA PARA PRODUÇÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS DE FIBRA”.
[001] A invenção proporciona composições epóxi que consistem em pelo menos um componente de resina e pelo menos um componente de endurecedor, a composição sendo adequada como matriz termoendurecível para a obtenção de produtos de matriz de fibra semiacabados e laminados de matriz de fibra endurecidos, chamados compósitos.
[002] As composições epóxi que consistem em pelo menos uma resina epóxi e pelo menos um endurecedor, por exemplo, aminas, anidridos ou dicianodiamida, são conhecidas há muito tempo e são utilizadas, por exemplo, em campos de aplicação tais como revestimentos, compósitos ou pavimentos.
[003] Neste contexto, entende-se por compósitos os materiais compósitos compostos de fibras e uma matriz polimérica.
[004] No contexto das cada vez maiores exigências para uma utilização eficiente de recursos escassos, soluções de construção leve estão a ganhar importância em uma ampla variedade de indústrias diferentes. Sempre que corpos têm de ser movidos, materiais compósitos/ compósitos de fibra são uma opção de interesse, uma vez que estes oferecem rigidez específica e resistência elevadas associadas a baixo peso. Por esta razão, os compósitos estão há décadas estabelecidos na aviação, e sem tecnologias de materiais compósitos de fibra, até mesmo as pás para o rotor de turbinas eólicas, por exemplo, não seriam concebíveis. Devido ao seu excelente perfil de propriedades, estes materiais estão também a tornar-se cada vez mais importantes na construção de automóveis. Em todos os três segmentos de mercado referidos, são necessários componentes de alta resistência mecânica, que podem ser obtidos por meio de materiais poliméricos reforçados com fibras contínuas. No entanto, as geometrias destes componentes estão a tornar-se cada vez mais exigentes (por exemplo, o comprimento das pás do rotor das turbinas eólicas está a aumentar constantemente para poder "colher" a máxima quantidade de energia eólica), com uma procura simultânea de produtividade cada vez maior.
[005] No contexto desta invenção, o termo "compósitos" é particularmente utilizado como sinônimo dos termos "componentes compósitos", "material compósito", "material compósito de fibra", "moldes compósitos", "plásticos reforçados com fibras" ou "componentes reforçados com fibras", "pré-impregnados", "produto de matriz de fibra semicabado", "SMC” (composto de moldagem de folha), "compósitos SMC” (produtos de matriz de fibra SMC semiacabados), "CFK", "GFK" e "FVK".
[006] Os processos para a produção de compósitos podem ser divididos em métodos de um único estágio, por exemplo, RTM (moldagem por transferência de resina) e VARTM (moldagem por transferência de resina assistida por vácuo) e métodos de vários estágios, por exemplo, tecnologia de pré-impregnação e SMC (compostos de moldagem de folha).
[007] A via de produtos de fibra semiacabados (por exemplo, tecidos à base de fibras de vidro ou de fibras de carbono e impregnados com pré-polímeros, os pré-impregnados) em um método de vários estágios tem vantagens. Particularmente no domínio dos componentes de estrutura contínua reforçada com fibras, a tecnologia de pré-impregnação, devido à excelente qualidade de molhagem das fibras pela matriz de resina, oferece acesso a componentes de qualidade mecânica extremamente elevada, razão pela qual a tecnologia de pré-impregnação se encontra estabelecida há muitos anos na área aeroespacial como o método de processamento mais importante para a produção de componentes compósitos. No entanto, os produtos de fibra semiacabados, pela sua natureza, são estruturas bidimensionais em forma de folha, o que efetivamente restringe a sua aplicabilidade à produção de componentes essencialmente bidimensionais ou tridimensionais com complexidade geométrica limitada, por exemplo componentes de montagem das asas ou da cauda. A tecnologia de pré-impregnação é também um processo estabelecido na produção de pás de rotor para turbinas eólicas.
[008] Pelo contrário, pelo método RTM são produzidos componentes compósitos reforçados com fibras que têm geometrias tridimensionais de alta complexidade. Este método é caracterizado por as chamados pré-formas próximas da forma final serem primeiro produzidas a partir de tecidos têxteis. Isto envolve a pré-formação de produtos de fibra não impregnados de resina (isto é, tecidos, telas não tecidas, falsos tecidos, etc., tal como fornecidos) em estruturas tridimensionais na forma próxima da forma final e ao mesmo tempo ligando as lâminas individuais para fixação, ou costurando-as no caso de artigos particularmente complexos. Esta pré-forma de fibra pura é então introduzida em uma cavidade e, nesta cavidade fechada, por exemplo, um molde de aço aquecido, é impregnada com uma formulação de resina líquida sem solvente e, ainda na cavidade fechada, é curada imediatamente para dar origem ao estado final (método de um único estágio). As geometrias de escoamento que ocorrem, algumas das quais de alta complexidade, requerem resinas de baixa viscosidade com um tempo de vida útil longo de modo a poder molhar eficientemente todos os filamentos de fibras. Como tal, os sistemas de resina utilizados para o efeito são de baixa reatividade e requerem longos tempos de endurecimento a altas temperaturas. Após o endurecimento, o componente acabado é desmoldado e processado se necessário, por exemplo, desbastado.
[009] No entanto, o método de RTM de um único estágio tal como descrito atrás é tecnicamente impossível ou não economicamente viável no fabrico de componentes de grandes dimensões como, por exemplo, pás de rotor para turbinas eólicas, ou no fabrico de protótipos em pequeno número de artigos (peso excessivo dos moldes de aço e/ou custos excessivamente elevados). Utilizam-se aqui vários métodos de impregnação líquida (métodos de infusão a vácuo, pressão máxima de 1 bar) em uma versão em molde aberto, como descrito, por exemplo, em F. Henning/E. Moeller "Handbuch Leichtbau" [Handbook of Lightweight Construction], Carl-Hanser-verlag, p. 641 ff. Os moldes consistem apenas da metade inferior e podem, assim como os materiais metálicos, também ser fabricados a partir de materiais compósitos; as estruturas constituídas pelas fibras de reforço a serem impregnadas e quaisquer outros componentes pré-fabricados ou materiais nucleares nestes métodos são vedados na parte superior por uma película de vácuo. A aplicação de pressão reduzida produz diferenças de pressão não superiores a 1 bar, razão pela qual os sistemas de resina utilizados nos métodos de infusão têm de ter uma viscosidade muito baixa e tempos de processamento longos. Tipicamente, os percursos de escoamento no fabrico de grandes peças são longos e o caudal é baixo devido à pequena diferença de pressão.
[010] São conhecidas composições de resinas epóxi isentas de solventes de baixa reatividade, que são adequadas para este fim, por exemplo, o sistema de resina EPIKOTE™ Resin MGS™ RIMR235 com o agente de cura EPIKURE™ Curing Agent MGS™ RIMH233, RIMH235-237 da Hexion.
[011] Os documentos DE 2640408, DE 2640409, DE 2540410, DE 2950067 e DE 3328134 descrevem a 2,2,6,6-tetrametil-4-piperidilamina (triacetonadiamina ou TAD para abreviar) como uma amina latente para endurecimento de resinas epóxi. As aplicações possíveis aqui referidas são revestimentos de superfície com ênfase em revestimentos em pó, mas também composições de moldagem que podem ser opcionalmente reforçadas por fibras ou outras substâncias. Exemplos incluem combinações de TAD pura e resinas epóxi. No entanto, estes sistemas endurecem exclusivamente sob condições quentes e não são utilizáveis a temperaturas de endurecimento de 70 a 80 °C, tal como é praticado normalmente no fabrico de grandes peças no método de molde aberto, por exemplo, das pás de rotor para turbinas eólicas.
[012] Problema resolvido pela invenção [013] O desempenho de um compósito é caracterizado não apenas pelo perfil de propriedades da matriz de resina escolhida e das fibras de reforço, mas muito particularmente também pela qualidade do compósito da matriz de fibras. Uma qualidade elevada de compósito exige que a matriz de resina molhe todas as fibras de reforço sem nenhuma falha. No fabrico de peças muito grandes, tais como as pás de rotor das turbinas eólicas, no método de infusão a vácuo, a formulação de resina tem de superar longos percursos de escoamento sob pressões não superiores a 1 bar. Um fator adicional é que as estruturas a serem impregnadas, compostas por fibras de reforço, peças pré-fabricadas e materiais nucleares, possuem frequentemente espessuras de parede elevadas e complexidade. Estas camadas têm de ser penetradas e molhadas completamente, sem falhas, pela formulação de resina líquida.
[014] Tendo em conta as exigências para a produção de proporções cada vez maiores de energia renovável, as dimensões das pás de rotor das turbinas eólicas estão também a tornar-se cada vez maiores. Deste modo, as formulações de resina epóxi convencionais especificadas atrás estão a aproximar-se dos limites da sua processabilidade e há necessidade de formulações de resina epóxi que estejam "abertas" durante um período muito mais longo, isto é, cuja viscosidade se mantenha baixa por muito mais tempo e que fluam facilmente a estas baixas viscosidades, a fim de molhar todas as fibras ao padrão de qualidade exigido. No entanto, não pode haver nenhum aumento significativo no tempo de ciclo por razões de produtividade, nem pode ocorrer o desenvolvimento de picos exotérmicos de temperatura elevada no reservatório de resina (reservas de resina) durante a infusão.
[015] Solução [016] Verificou-se, inesperadamente, que a composição de resina epóxi de acordo com a invenção pode ser ajustada dentro de limites vastos a fim de satisfazer as exigências de um tempo de processamento mais longo; por exemplo, é possível aumentar o tempo até à obtenção de temperaturas críticas nas reservas de resina em 40% e o tempo até atingir o limite de viscosidade de 1000 mPas em 12%. O endurecimento a 70 °C proporciona temperaturas de transição vítrea > 70 °C, com conversões > 95%, o que satisfaz as exigências, por exemplo de acordo com GL (Germanischer Lloid), para as pás de rotor.
[017] A composição de resina epóxi de acordo com a invenção, para processos de impregnação líquida eficaz para a produção de componentes tridimensionais, tem as seguintes propriedades vantajosas: - baixa viscosidade - os percursos de escoamento necessários são correspondentemente de baixa viscosidade durante um período suficiente para que todas as fibras sejam impregnadas sem falhas - endurecimento transversal após a impregnação de todas as fibras nas condições escolhidas, a fim de assegurar a produtividade necessária - ausência de desenvolvimento de picos exotérmicos de temperatura, os quais podem conduzir ao início da degradação do sistema de resina e/ou de fissuração como resultado da acumulação de tensões no compósito - satisfaz todas as exigências de estabilidade mecânica, térmica e dos meios e apresenta boas propriedades de superfície.
[018] A invenção proporciona uma composição de resina epóxi que compreende: A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora que consiste em: B1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos.
[019] Componente A) [020] Os componentes adequados A) são compostos epóxi. Compostos epóxi adequados estão descritos, por exemplo, na EP 675 185.
[021] Os compostos úteis são uma multiplicidade daqueles que são conhecidos para este efeito que contêm mais do que um grupo epóxi, de preferência dois grupos epóxi, por molécula. Estes compostos epóxi podem tanto ser saturados como insaturados e ser alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos ou heterocíclicos, e podem também conter grupos hidroxilo. Pode igualmente conter substituintes que não causem reações colaterais problemáticas às condições de mistura e de reação, por exemplo, substituintes alquilo ou arilo, porções de éter e similares. São preferencialmente éteres glicidílicos derivados de polifenóis, especialmente bisfenóis e novolacas, e que têm massas molares com base no número de grupos epóxi ME ("pesos equivalentes epóxi", "valor EV") entre 100 e 1500, mas especialmente entre 150 E 250 g/eq.
[022] Exemplos de polifenóis incluem: resorcinol, hidroquinona, 2,2-bis(4- hidroxifenil)propano (bisfenol A), misturas de isómeros de dihidroxidifenilmetano (bisfenol F), 4,4'-dihidroxidifenilciclohexano, 4,4'-dihidroxi-3,3'-dimetildifenilpropano, 4,4'-dihidroxidifenilo, 4,4'- dihidroxibenzofenona, bis(4-hidroxifenil)-1,1 -etano, bis(4-hidroxifenil)-1,1 -isobutano, 2,2-bis(4-hidroxi-tert-butilfenil)propano, bis(2-hidroxinaftil)metano, 1,5-dihidroxinaftaleno, tris(4-hidroxifenil)metano, éter bis(4-hidroxifenílico), bis(4-hidroxifenil)sulfona entre outros, e os produtos de cloração e bromação dos compostos acima mencionados, por exemplo tetrabromobisfenol A. É muito particularmente preferida a utilização de éteres diglicidílicos líquidos à base de bisfenol A e bisfenol F com um peso equivalente de epóxi de 150 a 200 g/eq.
[023] É também possível utilizar éteres poliglicidílicos de poliálcoois, por exemplo, éter diglicidílico de etano-1,2-diol, éter diglicidílico de propano-1,2-diol, éter diglicidílico de propano-1,3-diol, éter diglicidílico de butanodiol, éter diglicidílico de pentanodiol (incluindo éter diglicidílico de neopentilglicol), éter diglicidílico de hexanodiol, éter diglicidílico de dietilenoglicol, éter diglicidílico de dipropilenoglicol, éteres diglicidílicos superiores de polioxialquilenoglicol, por exemplo, éteres diglicidílicos superiores de polioxietilenoglicol e de polioxipropilenoglicol, éteres diglicidílicos de co-polioxietileno-propilenoglicol, éteres diglicidílicos de polioxitetrametilenoglicol, éteres poliglicidílicos de glicerol, de hexano-1,2,6-triol, de trimetilolpropano, de trimetiloletano, de pentaeritritol ou de sorbitol, éteres poliglicidílicos de polióis oxialquilados (por exemplo de glicerol, trimetilolpropano, pentaeritritol, nomeadamente), éteres diglicidílicos de ciclohexanodimetanol, de bis (4-hidroxiciclohexil)metano e de 2,2-bis(4-hidroxiciclohexil)propano, éteres poliglicidílicos de óleo de rícino, tris(2-hidroxietil)isocianurato de triglicidilo.
[024] Outros componentes A) úteis incluem: compostos de poli(N-glicidilo) que podem ser obtidos por desidrohalogenação dos produtos da reação de epicloroidrina com aminas, tais como anilina, N-butilamina, bis(4-aminofenil)metano, m-xililenodiamina ou bis(4-metilaminofenol)metano. Os compostos de poli(N-glicidilo) também incluem isocianurato de triglicidilo, triglicidilurazol e seus oligômeros, derivados de Ν,Ν'-diglicidilo de cicloalquilenoureias e derivados de diglicidilo de hidantoínas entre outros.
[025] Além disso, é também possível utilizar ésteres de poliglicidilo de ácidos policarboxílicos, que são obtidos pela reação de epicloridrina ou compostos epóxi semelhantes com um ácido policarboxílico alifático, cicloalifático ou aromático, tal como ácido oxálico, ácido succínico, ácido adípico, ácido glutárico, ácido ftálico, ácido tereftálico, ácido tetrahidroftálico, ácido hexahidroftálico, ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico e dicarboxilatos de diglicidilo superiores, por exemplo ácido linolénico dimerizado ou trimerizado. Exemplos são adipato de diglicidilo, ftalato de diglicidilo e hexahidroftalato de diglicidilo.
[026] Deve ainda ser feita referência a ésteres de glicidilo de ácidos carboxílicos insaturados e ésteres epoxidados de álcoois insaturados ou ácidos carboxílicos insaturados. Para além dos éteres poliglicidílicos, é possível utilizar pequenas quantidades de monoepóxidos, por exemplo, éter metilglicidílico, éter butilglicidílico, éter alilglicidílico, éter etilhexilglicidílico, éteres glicidílicos alifáticos de cadeia longa, por exemplo, éter cetilglicidílico e éter estearilglicidílico, éteres monoglicidílicos de uma mistura isomérica de álcool superior, éteres glicidílicos de uma mistura de álcoois C12 a C13, éter fenilglicidílico, éter cresilglicidílico, éter p-terc-butilfenilglicidílico, éter p-octilfenilglicidílico, éter p-fenilfenilglicidílico, éteres glicidílicos de um álcool laurílico alcoxilado e também monoepóxidos tais como hidrocarbonetos monoinsaturados epoxidados (óxido de butileno, óxido de ciclohexeno, óxido de estireno), em proporções em massa de até 30% em peso, de preferência 10% a 20% em peso, com base na massa dos éteres poliglicidílicos.
[027] Uma em numeração detalhada dos compostos epóxi adequados pode ser encontrada no manual "Epoxidverbindungen und Epoxidharze" [Compostos Epóxi e Resinas Epóxi] por A. M. Paquin, Springer Verlag, Berlim 1958, Capítulo IV, e em Lee Neville "Handbook of Epóxi Resins", 1967, Capítulo 2, [028] Os compostos epóxi úteis incluem preferencialmente éteres glicidílicos e ésteres glicidílicos, epóxidos alifáticos, éteres diglicidílicos à base de bisfenol A e/ou bisfenol F, e metacrilatos de glicidilo. Outros exemplos de tais epóxidos são isocianurato de triglicidilo (TGIC, nome comercial: ARALDIT 810, Huntsman), misturas de tereftalato de diglicidilo e trimelitato de triglicidilo (nome comercial: ARALDIT PT 910 e 912, Huntsman), ésteres glicidílicos de ácido Versático (nome comercial: CARDURA E10, Shell), 3’,4’- epóxiciclohexanocarboxilato de 3,4-epóxiciclohexilmetilo (ECC), éter etilhexilglicidílico, éter butilglicidílico, éter pentaeritritiltetraglicidílico (designação comercial: POLYPOX R 16, UPPC AG), e outros produtos Polypox com grupos epóxi livres.
[029] É também possível utilizar misturas dos compostos epóxi mencionados.
[030] Os componentes epóxi particularmente preferidos são os poliepóxidos à base de éter diglicidílico de bisfenol A, éter diglicidílico de bisfenol F, 4,4'-metilenobis[N,N-bis (2,3-epóxipropil)anilina], éter diglicidílico de hexanodiol, éter diglicidílico de butanodiol, éter triglicidílico de trimetilolpropano, éter triglicidílico de propano-1,2,3-triol, éter tetraglicidílico de pentaeritritol e hexahidroftalato de diglicidilo. De acordo com a invenção, é também preferencialmente possível utilizar misturas destes compostos epóxi como componente A).
[031] A quantidade de componente A) é guiada pela composição do componente B) e é calculada de tal modo que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05. Isto significa que um grupo epóxi de A) reage por átomo de hidrogênio no grupo amino de B).
[032] Componente B1) [033] As poliaminas baseadas em triacetonadiamina B1) são geralmente conhecidas da literatura. Os componentes B1) utilizados são preferencialmente as seguintes aminas à base de triacetonadiamina: 2,2,6,6-tetrametil-4-aminopiperidina (TAD), hexametilenobis(4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina), N-butil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N,N-dimetilaminopropil-4-amino- 2.2.6.6- tetrametilpiperidina, N-propil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-isopropil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-hidroxietil-4-amino-2,2,6,6-tetrametílpíperídina, N-metoxietil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-metoxietil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N‘,N‘-dimetilaminoetil-4-amino- 2.2.6.6- tetrametilpiperidina, N-morfolinoetil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-piperazinoetil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, 4-morfolino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina.
[034] É também possível utilizar misturas das referidas aminas à base de triacetonadiamina B1).
[035] É preferida a utilização de 2,2,6,6-tetrametil-4-aminopiperidina (TAD) e/ou hexametilenobis (4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina).
[036] A quantidade de componente B1) utilizada é geralmente 5%-65% em peso, de preferência 25%-55% em peso, mais preferencialmente 35%-45% em peso, com base na quantidade total de B1) e B2).
[037] Componente B2) [038] Os compostos B2) adequados são, em princípio, as diaminas e poliaminas que contêm pelo menos 2 grupos amino. As diaminas e poliaminas podem também ser utilizadas em misturas com aminoálcoois ou polimercaptanos.
[039] Di- ou poliaminas B2) são conhecidas na literatura. Estas podem ser compostos monoméricos, oligoméricos e/ou poliméricos. Os compostos monoméricos e oligoméricos são preferencialmente selecionados do grupo das diaminas, triaminas, tetraminas. O grupo amina das di- ou poliaminas B2) pode estar ligado a um átomo de carbono primário, secundário ou terciário, de preferência a um átomo de carbono primário ou secundário.
[040] Os componentes B2) utilizados podem ser as seguintes aminas, isoladamente ou em mistura: • aminas alifáticas tais como as polialquilenopoliaminas, preferencialmente selecionadas de entre etileno-1,2-diamina, propileno-1,2-diamina, propileno-1,3-diamina, butileno-1,2-diamina, butileno-1,3-diamina, butileno-1,4-diamina, 2-(etilamino)etilamina, 3-(metilamino)propilamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina, pentaetilenohexamina, trimetilhexametilenodiamina, 2,2,4-trimetilhexametilenodiamina, 2,4,4-trimetilhexametilenodiamina, 2-metilpentanodiamina, hexametilenodiamina, N-(2-aminoetil)etano-1,2-diamina, N-(3-aminopropil)propano-1,3-diamina, N,N”-1,2-etanodiilbis(1,3-propanodiamina), dipropilenotriamina, dihidrazida adípica, hidrazina; • oxialquilenopoliaminas selecionadas de entre polioxipropilenodiamina e polioxipropilenotriamina (p. ex., Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® T-403, Jeffamine® T-5000), 1,13-diamino-4,7,10-trioxatridecano, 4,7-díoxadecano-1,10-diamina; • aminas cicloalifáticas selecionadas de entre isoforonadiamina (3,5,5-trimetil-3-aminometilciclohexilamina), 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 2,4'-diaminodiciclohexilmetano e 2,2'-diaminodiciclohexilmetano, individualmente ou em misturas dos isómeros, 3,3'-dimetil-4,4'-diaminodiciclohexilmetano, N-ciclohexil-1,3-propanodiamina, 1,2- diaminociclohexano, 3-(ciclohexilamino)propilamina, piperazina, N-aminoetilpiperazina, TCD diamina (3(4),8(9)- bis(aminometil)triciclo[5.2.1.02,6Jdecano), 4-metilciclohexano-1,3-diamina • aminas aralifáticas tais como as xililenodiaminas; • aminas aromáticas selecionadas de entre fenilenodiaminas, fenileno-1,3-diamina, fenileno-1,4-diamina, 4,4'-diaminodifenilmetano, 2,4'-diaminodifenilmetano, 2,2'-diaminodifenilmetano, individualmente ou em misturas dos isómeros; • adutos endurecedores, que são os produtos da reação de compostos epóxi, especialmente éteres glicidílicos de bisfenol A e F, com excesso de amina; • endurecedores de poliamidoamina, que são obtidos por condensação de ácidos mono- e policarboxílicos com poliaminas, especialmente através de condensação de ácidos gordos dimerizados com polialquilenopoliaminas; • endurecedores de base de Mannich, que são obtidos por reação de mono- ou polifenóis com aldeídos, especialmente formaldeído, e poliaminas; • bases de Mannich, por exemplo, à base de fenol e/ou resorcinol, formaldeído e m-xililenodiamina, e também N-aminoetilpiperazina e misturas de N-aminoetilpiperazina com nonilfenol e/ou álcool benzílico, fenalcaminas obtidas por uma reação de Mannich a partir de cardanois, aldeídos e aminas.
[041] É também possível utilizar misturas das referidas di- ou poli-aminas como componente B2).
[042] É dada preferência à utilização de diaminas como componente B2), selecionadas de entre isoforonadiamina (3,5,5-trimetil-3-aminometilcíclohexilamina, IPD), 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 2,4'- diaminodiciclohexilmetano, 2,2'-diaminodiciclohexilmetano (também referido como PACM), individualmente ou em misturas dos isómeros, oxialquilenopoliaminas selecionadas de entre polioxipropilenodiamina e polioxipropilenotriamina, adutos endurecedores baseados nos produtos de reação de compostos epóxi com as atrás referidas aminas B2) ou combinação das referidas aminas B2). É também possível utilizar misturas destes compostos.
[043] É dada particular preferência à utilização, como B2), de isoforonadiamina (3,5,5-trimetil-3-aminometilciclohexilamina, IPD), [044] e/ou uma combinação de isoforonadiamina e/ou PACM (mistura de isómeros de 4,4'-, 2,4'- e 2,2'-diaminodiciclohexilmetano) e polioxipropilenodiamina e/ou polioxipropilenotriamina, [045] e/ou adutos endurecedores com base nos produtos de reação de compostos epóxi e as referidas aminas B2), ou combinação das referidas aminas B2).
[046] É dada particular preferência ao uso, como componente B2), de a) isoforonadiamina (3,5,5-trimetil-3-aminometilciclohexilamina, IPD), b) e/ou uma combinação de isoforonadiamina e polioxipropilenodiamina e/ou polioxipropilenotriamina, c) e/ou adutos endurecedores baseados nos produtos de reação de compostos epóxi e das referidas aminas B2) ou combinação das referidas aminas B2).
[047] O rácio dos componentes em b), isoforonadiamina: polioxipropilenopoliamina e/ou polioxipropilenotriamina, é geralmente de 10:90% a 90:10% em peso e de preferência de 20:80% a 40:60% em peso.
[048] De acordo com a invenção, os aminoálcoois podem ser utilizados como um componente adicional às diaminas e poliaminas em misturas no componente B2). Exemplos de aminoálcoois incluem monoetanolamina, 3-amino-1-propanol, isopropanolamina, aminoetoxietanol, N-(2-aminoetil)etanolamína, N-etiletanolamina, N-butiletanolamina, dietanolamina, 3- (hidroxietilamino)-l -propanol, isoforona-aminoálcool e diisopropanolamina. Os aminoálcoois podem ser utilizados isoladamente ou como misturas de dois ou mais aminoálcoois em conjunto com di- ou poliaminas como componente B2).
[049] De acordo com a invenção, os polimercaptanos podem também ser utilizados como componente adicional às diaminas e poliaminas em misturas no componente B2). Exemplos de mercaptanos, também chamados tióis, incluem etanotiol, ditiotreitol, ditioeritritol, ditioglicolato de glicerilo, dimercaptoacetato de glicol, trimercaptoacetato de trimetilolpropano, tetramercaptoacetato de pentaeritritol, di(3-mercaptopropionato) de glicol, tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, hexa(3-mercaptopropionato) de dipentaeritritol, tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano etoxilado (nome do produto: Thiocure ETTMP 1300), isocianurato de tris[2-(3-mercaptopropioniloxi)etilo] Outros mercaptanos estão descritos, por exemplo, em EP394495A1, US4775733A1 e W02007096425A2, Os mercaptanos podem ser utilizados isoladamente ou como misturas de dois ou mais mercaptanos em conjunto com di- ou poliaminas como componente B2).
[050] Para além das referidas di- e poliaminas, pode-se também utilizar as di- e poliaminas conjuntamente com polifenóis como componente B2). Exemplos destes são referidos em "Epoxy Resins - Chemistry and Technology; Curing Agents and Modifiers; p. 481-482, 2.- edição 1988". Os polifenóis podem ser utilizados isoladamente ou como misturas de dois ou mais polifenóis em conjunto com di- ou poliaminas como componente B2).
[051] A quantidade de componente B2 utilizada é geralmente 35%-95% em peso, de preferência 45%-75% em peso, mais preferencialmente 55%-65% em peso, com base na quantidade total de B1) e B2).
[052] Componente C) Aceleradores de endurecimento [053] Além disso, podem opcionalmente ser adicionados catalisadores para a reação de epóxi-amina. Aceleradores adequados estão descritos em: H. Lee and K. Neville, Handbook of Epoxy Resins, McGraw-HilI, Nova Iorque, 1967. De acordo com a invenção, utiliza-se 0,1% a 10% em peso, de preferência 0,1% a 5% em peso, mais preferencialmente 0,5% a 2,0% em peso de pelo menos um acelerador de endurecimento.
[054] Exemplos de aceleradores adequados são ácidos orgânicos tais como ácido salicílico, ácido dihidroxibenzoico, ácido trihidroxibenzoico, ácido metilsalicílico, ácido 2-hidroxi-3-isopropilbenzoico ou ácidos hidroxinaftoicos, ácido láctico e ácido glicólico, aminas terciárias tais como benzildimetilamina (BDMA), 1,4-diazabiciclo[2.2.2]octano (DABCO), trietilamina, N,N'-dimetilpiperazina ou aminoetilpiperazina (AEP), hidroxilaminas tais como dimetilaminometilfenol, bis(dimetilaminometil)fenol, 2,4,6- tris(dimetilaminometil)fenol (Ancamine K54), urões tais como 3-(4-clorofenil)- 1.1- dimetilureia (monurão), 3-(3,4-diclorofenil)-1,1 -dimetilureia (diurão), 3-fenil- 1.1- dimetilureia (fenurão), 3-(3-cloro-4-metilfenil)-1,1 -dimetilureia (clortolurão), tetraalquilguanidinas tais como Ν,Ν,Ν',Ν'-tetrametilguanidina (TMG), imidazol e derivados de imidazol tais como 1H-imidazol, 1-metilimidazol, 2-metilimidazol, 1-benzil-2-metilimidazol, 2-etil-4-metilimidazol, 2-fenilimidazol, 2-fenil-4-metilimidazol, 1 -vinilimidazol, 1-(2-hidroxietil)imidazol, 1,2-dimetilimidazol, 1-cianoetilimidazol e os seus sais adequados, fenol e derivados de fenol tais como t-butilfenol, nonilfenol, bisfenol A ou bisfenol F e sais e complexos orgânicos ou inorgânicos tais como brometo de metiltrifenilfosfónio, nitrato de cálcio (Accelerator 3130) ou carboxilatos, sulfonatos, fosfonatos, sulfatos, tetrafluoroboratos ou nitratos de Mg, Ca, Zn e Sn. É dada particular preferência ao grupo das aminas terciárias.
[055] Componente D) Aditivos [056] A composição da invenção pode opcionalmente compreender aditivos. Por aditivos entendem-se as substâncias que são geralmente adicionadas para alterar as propriedades da composição epóxi na direção desejada, por exemplo, para corresponder à viscosidade, características de molhagem, estabilidade, velocidade de reação, formação de bolhas, capacidade de armazenamento ou aderência e também propriedades de uso da utilização final. Os aditivos adequados estão descritos, por exemplo, em WO 99/55772, p. 15-25, e em "Plastics Additives, R. Gãchter and H. Müller, Hanser Publishers 1983". Estes podem ser adicionados ao componente A) ou B).
[057] Por exemplo, é possível adicionar estabilizadores à luz, como aminas com impedimento estérico, ou outros auxiliares como descritos, por exemplo, na EP 669 353, em uma quantidade total de 0,05% a 5% em peso.
[058] Para a produção das composições reativas da invenção, é também possível adicionar aditivos, tais como agentes niveladores, por exemplo polissilicones, ou promotores de aderência, por exemplo aqueles à base de acrilato. Além disso, podem ainda estar presentes outros componentes.
[059] Os auxiliares e aditivos utilizados adicionalmente podem ser agentes de transferência de cadeia, plastificantes, estabilizadores e/ou inibidores.
[060] Além disso, é possível adicionar corantes, cargas à nanoescala, endurecedores (melhoradores da dureza), agentes de desmoldagem, retardadores de chama, pigmentos, dessecantes, auxiliares de molhagem, dispersão e nivelamento, promotores de aderência, estabilizadores UV, antiespumantes e aditivos reológicos.
[061] A invenção também proporciona a utilização de uma composição de resina epóxi que compreende: A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora que consiste em: B1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos, para a produção de compósitos A invenção fornece igualmente componentes compósitos, formados essencialmente por 1) pelo menos um suporte fibroso e opcionalmente materiais nucleares e 2) uma composição de resina epóxi compreendendo: A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora consistindo em: B1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos.
[062] Suportes fibrosos [063] O material de suporte fibroso utilizado de preferência de acordo com a invenção é caracterizado por os suportes fibrosos consistirem sobretudo de vidro, carbono, plásticos tais como poliamida (aramida) ou poliéster, fibras naturais ou materiais de fibras minerais tais como fibras de basalto ou fibras cerâmicas, individualmente ou em mistura, ou de múltiplas camadas de vários tipos.
[064] Os suportes fibrosos assumem a forma de estruturas têxteis do tipo folha feitas de falso tecido, tecido tricotado incluindo tricotados do tipo laçada formada, laçada puxada”, estruturas não tricotadas tais como tecidos, telas não tecidas ou entrançado, ou materiais de fibras longas ou fibras curtas, individualmente ou de múltiplas camadas de vários tipos.
[065] A execução detalhada é a seguinte: O suporte fibroso na presente invenção consiste em material fibroso (também designado frequentemente por fibras de reforço). Qualquer material constituinte das fibras é geralmente adequado, mas é dada preferência ao uso de material fibroso feito de vidro, carbono, plásticos como poliamida (aramida) ou poliéster, fibras naturais, ou materiais de fibras minerais tais como fibras basálticas ou fibras cerâmicas (fibras oxídicas à base de óxidos de alumínio e/ou óxidos de silício). É também possível utilizar misturas de tipos de fibras, por exemplo, combinações de tecidos de fibras de aramida e de vidro, ou fibras de carbono e de vidro.
[066] Devido sobretudo ao seu custo relativamente baixo, as fibras de vidro são os tipos de fibras mais utilizadas. Em princípio, são apropriados todos os tipos de fibras de reforço à base de vidro (vidro E, vidro S, vidro R, vidro M, vidro C, vidro ECR, vidro D, vidro AR ou fibras de vidro ocas).
[067] As fibras de carbono são geralmente usadas em compósitos de alto desempenho, onde outro fator importante é a menor densidade em relação à fibra de vidro, com simultaneamente alta resistência. As fibras de carbono são fibras produzidas industrialmente, compostas de materiais de partida carbonáceos que são convertidos por pirólise em carbono em um arranjo semelhante ao da grafite. Faz-se a distinção entre tipos isotrópicos e anisotrópicos: as fibras isotrópicas têm baixas resistências e menor importância industrial; as fibras anisotrópicas exibem alta resistências e rigidez, com simultaneamente baixo alongamento à ruptura. As fibras naturais referem-se aqui a todas as fibras têxteis e materiais fibrosos que são obtidos a partir de material vegetal e animal (por exemplo fibras de madeira, fibras de celulose, fibras de algodão, fibras de cânhamo, fibras de juta, fibras de linho, fibras de sisal e fibras de bambu). De modo semelhante às fibras de carbono, as fibras de aramida exibem um coeficiente negativo de expansão térmica, isto é, tornam-se mais curtas aquando do aquecimento. A sua resistência específica e o seu módulo de elasticidade são marcadamente inferiores aos das fibras de carbono. Em combinação com o coeficiente de expansão positivo da matriz de resina, é possível produzir componentes de elevada estabilidade dimensional. Em comparação com os plásticos reforçados com fibra de carbono, a resistência à compressão dos compósitos de fibra de aramida é muito menor. Nomes comerciais conhecidos para as fibras de aramida são Nomex® e Kevlar® da DuPont, ou Teijinconex®, Twaron® e Technora® da Teijin. Suportes particularmente adequados e preferidos são aqueles feitos de fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de aramida ou fibras cerâmicas. O material fibroso é uma estrutura têxtil em forma de folha. Materiais adequados são estruturas têxteis em forma de folha feitas de falso tecido, e igualmente tecido tricotado incluindo malhas de “laçada formada, laçada puxada”, mas também tecidos não tricotados, tais como tecidos, telas não tecidas ou entrançado. Além disso, é feita uma distinção entre os materiais de fibras longas e de fibras curtas como suportes. Do mesmo modo adequados de acordo com a invenção, são mechas e fios. No contexto da invenção, todos os materiais mencionados são adequados como suportes fibrosos. Uma visão geral das fibras de reforço encontra-se em "Composites Technologies", Paolo Ermanni (Versão 4), roteiro para a palestra no ETH de Zurique, agosto de 2007, capítulo 7.
[068] Materiais nucleares [069] Os materiais nucleares adequados são, por exemplo: estruturas em favo de mel com base em papel impregnado, fibras de aramida ou metais leves, por exemplo, alumínio, espumas à base de metais leves ou materiais poliméricos termoplásticos ou termoendurecidos tais como poliuretanos, poliolefinas, poliestireno, polimetacrilimida (PMI), por exemplo, Rohacell®, resinas fenólicas ou resinas cianato, e materiais de madeira, por exemplo, madeira de balsa.
[070] A invenção proporciona igualmente um processo para a produção de compósitos através das etapas do processo: I. Proporcionar uma composição que compreende A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora consistindo em: B1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos. II. Impregnar uma estrutura composta pelos suportes fibrosos e opcionalmente outros materiais nucleares com a composição de I. em uma forma ou em um molde por um método de impregnação de resina líquida ou impregnação de suportes fibrosos e lacunas em um mandril, III. Endurecimento da composição reativa para se obter o componente compósito e IV. Desmoldagem do componente acabado do molde.
[071] A invenção proporciona também, especialmente, a utilização dos compósitos produzidos de acordo com a invenção na construção de barcos e navios, na tecnologia aeroespacial, na construção de automóveis, para veículos de duas rodas, de preferência motociclos e bicicletas, nos setores automotivo, da construção (por exemplo, tubos), da construção naval, da tecnologia médica e do desporto, indústria elétrica e eletrônica e, especialmente, instalações de geração de energia tais como turbinas eólicas.
[072] Mais particularmente, as composições epóxi de acordo com a invenção são adequadas para a produção de pás de rotor de turbinas eólicas.
[073] Exemplos [074] As matérias-primas utilizadas nos exemplos que se seguem estão apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1: Matérias-primas Descrição dos métodos de análise utilizados nos exemplos que se seguem: Aumento da viscosidade, isotérmico Instrumento: Reómetro Rheotec RC 30 Sistema de medição: EWS30-CC25 DIN/FTK com copo MB30-CC25 DIN/FTK
Quantidade utilizada: 16 g Controlo de temperatura: Circulador refrigerado Julabo F33-ME Aumento de temperatura de formulações de resina/endurecedor Instrumento: Registador μΡ Yokogawa 4153 3 canais Termopares: NiCr-Ni -200°C a 1370°C
Quantidade utilizada: 900 g Controlo de temperatura: Circulador refrigerado Julabo F33-ME Procedimento: O termopar é posicionado no meio da mistura a cerca de 1,5 cm da base. O perfil de temperatura é registado como uma curva temperatura- tempo.
DSC
Instrumento: Mettler DSC 1 Parâmetros: Temperatura: -30 a +250 °C; velocidade de aquecimento: 10 K/min Determinação da temperatura de transição vítrea (Tg): Método da altura de meio passo, ponto médio DIN 51007 Determinação da conversão: 100 (corrente exot^rm^ca de calor após o endurecimentox 100\ V corrente exotérmica de calor antes do endurecimento J
[075] Exemplo 1: [076] Em um recipiente agitado apropriado, preparou-se uma mistura constituída por 50 g de Vestamin® IPD, 100 g de triacetonadiamina, 100 g de Jeffamine® D230, 730 g de D.E.R. 351 e 80 g de D.E.R. 731 e misturou-se intimamente, a 1200-1800 rpm, em um misturador Hauschild Speedmixer, modelo DAC 600.1 VAC-P. Em seguida, o aumento na viscosidade desta composição de resina epóxi foi determinado isotermicamente com o reómetro Rheotec RC30, a 30 °C.
[077] Adicionalmente, o aumento de temperatura foi determinado a 23 °C.
[078] Foi ainda realizada uma avaliação do endurecimento. Para este efeito, pesou-se 5 g da composição de resina epóxi em uma bandeja de alumínio (diâmetro 50 mm) e endureceu-se a amostra em um armário de secagem com circulação de ar a 70 °C, durante 6 h. Subsequentemente, a conversão e a Tg foram determinadas por DSC (instrumento Mettler DSC 1). A velocidade de aquecimento foi de 10 K/min, desde -30 até 250 °C. Todos os resultados estão apresentados na Tabela 2.
[079] Exemplo 2 (não inventivo) [080] Do mesmo modo que no Exemplo 1, preparou-se uma mistura composta por 75 g de Vestamin® IPD, 175 g de Jeffamine® D230, 718 g de D.E.R. 351 e 80 g de D.E.R. 731 em um recipiente agitado apropriado e misturou-se intimamente, a 1200-1800 rpm, em um misturador Hauschild Speedmixer, modelo DAC 600.1 VAC-P. Esta composição de resina epóxi foi utilizada do mesmo modo que no Exemplo 1 para conduzir testes sobre o aumento de viscosidade a 30 °C, o aumento de temperatura a 23 °C e uma avaliação do endurecimento. Esta formulação exibiu uma boa evolução da Tg, mas atingiu viscosidades de 1000 mPas a 30 °C mais rapidamente e, portanto, tem uma janela de processamento menor. Temperaturas críticas na mistura do reservatório também foram atingidas muito mais rapidamente, o que levaria a uma paragem prematura do processo de impregnação. Os resultados estão apresentados na Tabela 2.
[081] Exemplo 3 (não inventivo) [082] Do mesmo modo que no Exemplo 1, preparou-se uma mistura composta por 250 g de triacetonadiamina, 720 g de D.E.R. 351 e 80 g de D.E.R. 731 em um recipiente de agitação apropriado e misturou-se intimamente, a 1200-1800 rpm, em um misturador Hauschild Speedmixer, modelo DAC 600.1 VAC-P. Esta composição de resina epóxi foi utilizada do mesmo modo que no Exemplo 1 para conduzir testes sobre o aumento de viscosidade a 30 °C, o aumento de temperatura a 23 °C e uma avaliação do endurecimento. Esta formulação exibe uma janela de processamento muito ampla (1000 mPas são atingidos apenas após 4 h a 30 °C) e não ocorrem de todo temperaturas relativamente elevadas nas reservas de resina. No entanto, a evolução da Tg sob as condições de endurecimento a 70 °C é totalmente insatisfatória, pelo que uma composição de endurecedor puramente baseada em TAD não produziría componentes acabados de acordo com os requisitos. Estes resultados estão apresentados na Tabela 2.
Tabela 2: REIVINDICAÇÕES
Claims (16)
1. Composição de resina epóxi, caracterizada por compreender: A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora consistindo em: B1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos.
2. Composição de resina epóxi de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por estarem presentes compostos epóxi A) selecionados entre compostos epóxi saturados, insaturados, alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos e heterocíclicos, e estes também poderem ter grupos hidroxilo.
3. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada por estarem presentes compostos epóxi A) selecionados entre éteres glicidílicos, ésteres glicidílicos, epóxidos alifáticos, éteres diglicidílicos à base de bisfenol A e/ou bisfenol F, metacrilatos de glicidilo.
4. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por estarem presentes os compostos epóxi A) selecionados do grupo que compreende resinas epóxi à base de éter diglicidílico de bisfenol A, resinas epóxi à base de éter diglicidílico de bisfenol F, 4,4'-metilenobis[N,N-bis (2,3-epóxipropil)anilina], éter diglicidílico de hexanodiol, éter diglicidílico de butanodiol, éter triglicidílico de trimetilolpropano, éter triglicidílico de propano-1,2,3-triol, éter tetraglicidílico de pentaeritritol e hexahidroftalato de diglicidilo, tipos de resina epóxi alifática ou cicloalifática.
5. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por estarem presentes poliaminas à base de triacetonadiamina B1) selecionadas 2,2,6,6-tetrametil-4-aminopiperidina (TAD), hexametilenebis(4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina), N-butil-4-amino- 2.2.6.6- tetrametilpiperidina, N,N-dimetilaminopropil-4-amino-2,2,6,6- tetrametilpiperidina, N-propil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-isopropil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-hidroxietil-4-amino-2,2,6,6- tetrametilpiperidina, N-metoxietil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-metoxietil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N‘,N‘-dimetilaminoetil-4-amino- 2.2.6.6- tetrametilpiperidina, N-morfolinoetil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, N-piperazinoetil-4-amino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina, 4-morfolino-2,2,6,6-tetrametilpiperidina.
6. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por estarem presentes di- e/ou poliaminas B2) selecionadas entre di- e/ou poliaminas primárias e/ou secundárias.
7. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por o componente B2) utilizado compreender as seguintes aminas, isoladamente ou em misturas: • aminas alifáticas tais como as polialquilenopoliaminas, preferencialmente selecionadas de entre etileno-1,2-diamina, propileno-1,2-diamina, propileno-1,3-diamina, butileno-1,2-diamina, butileno-1,3-diamina, butileno-1,4-diamina, 2-(etilamino)etilamina, 3-(metilamino)propilamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina, pentaetilenohexamina, trimetilhexametilenodiamina, 2,2,4-trimetilhexametilenodiamina, 2,4,4-trimetilhexametilenodíamina, 2-metilpentanodiamina, hexametilenodiamina, N-(2-aminoetil)etano-1,2-diamina, N-(3-amínopropil)propano-1,3-diamina, N,N”- 1,2-etanodiilbis(1,3-propanodiamina), dipropilenotriamina, dihidrazida adípica, hidrazina; • oxialquilenopoliaminas selecionadas de entre polioxipropilenodiamina e polioxipropilenotriamina (p. ex., Jeffamine® D-230, Jeffamine® D-400, Jeffamine® T-403, Jeffamine® T-5000), 1,13-diamino-4,7,10-trioxatridecano, 4,7-dioxadecano-1,10-diamina; • aminas cicloalifáticas selecionadas de entre isoforonadiamina (3,5,5-trimetil-3-aminometilciclohexilamina), 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 2,4'-diaminodiciclohexilmetano e 2,2'-diaminodiciclohexilmetano, individualmente ou em misturas dos isómeros, 3,3'-dimetil-4,4'-diaminodiciclohexilmetano, N-ciclohexil-1,3-propanodiamina, 1,2- diaminociclohexano, 3-(ciclohexilamino)propilamina, piperazina, N-aminoetilpiperazina, TCD diamina (3(4),8(9)- bis(aminometil)triciclo[5.2.1.02,6)decano), 4-metilciclohexano-1,3-diamina • aminas aralifáticas tais como as xililenodiaminas; • aminas aromáticas selecionadas de entre fenilenodiaminas, fenileno-1,3-diamina, fenileno-1,4-diamina, 4,4'-diaminodifenilmetano, 2,4'-diaminodifenilmetano, 2,2'-diaminodifenilmetano, individualmente ou em misturas dos isómeros; • adutos endurecedores, que são os produtos da reação de compostos epóxi, especialmente éteres glicidílicos de bisfenol A e F, com excesso de amina; • endurecedores de poliamidoamina, que são obtidos por condensação de ácidos mono- e policarboxílicos com poliaminas, especialmente através de condensação de ácidos gordos dimerizados com polialquilenopoliaminas; • endurecedores de base de Mannich, que são obtidos por reação de mono- ou polifenóis com aldeídos, especialmente formaldeído, e poliaminas; • bases de Mannich, por exemplo, à base de fenol e/ou resorcinol, formaldeído e m-xililenodiamina, e também N-aminoetilpiperazina e misturas de N-aminoetilpiperazina com nonilfenol e/ou álcool benzílico, fenalcaminas obtidas por uma reação de Mannich a partir de cardanois, aldeídos e aminas.
8. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por estarem presentes as di- e/ou poliaminas B2) selecionadas de entre isoforonadiamina 4,4'-diaminodiciclohexilmetano, 2,4'-diaminodiciclohexilmetano, 2,2'- diaminodiciclohexilmetano (PACM), individualmente ou em misturas dos isómeros, oxialquilenopoliaminas selecionadas de entre polioxipropilenodiamina e polioxipropilenotriamina, adutos endurecedores baseados nos produtos de reação de compostos epóxi com as atrás referidas aminas B2) ou combinação das referidas aminas B2).
9. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por os compostos seguintes serem utilizados como componente B2): isoforonadiamina (3,5,5-trimetil-3-aminometilciclohexilamina, IPD), e/ou uma combinação de isoforonadiamina e/ou PACM e polioxipropilenodiamina e/ou polioxipropilenotriamina, e/ou adutos endurecedores com base nos produtos de reação de compostos epóxi e as referidas aminas B2), ou combinação das referidas aminas B2).
10. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por os compostos seguintes serem utilizados como componente B2); a) isoforonadiamina, b) e/ou uma combinação de isoforonadiamina e polioxipropilenodiamina e/ou polioxipropilenotriamina, c) e/ou adutos endurecedores baseados nos produtos de reação de compostos epóxi e das referidas aminas B2) ou combinação das referidas aminas B2).
11. Composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por aminas terciárias estarem presentes como acelerador de endurecimento C).
12. Utilização de uma composição de resina epóxi de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, que compreende: A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora consistindo em: B1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos, caracterizada por ser para a produção de compósitos.
13. Componentes compósitos, caracterizados por serem formados essencialmente por 1) pelo menos um suporte fibroso e opcionalmente materiais nucleares e 2) uma composição de resina epóxi de acordo com pelo menos uma das reivindicações precedentes de 1 a 10, que compreende: A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora consistindo em: Β1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos.
14. Processo para produzir compósitos de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por os seguintes passos: I. proporcionar uma composição que compreende A) pelo menos um composto epóxi e B) uma composição endurecedora consistindo em: B1) 5%-65% em peso de pelo menos uma poliamina à base de triacetonadiamina e B2) 35%-95% em peso de pelo menos uma outra diamina e/ou poliamina, em que a razão estequiométrica dos grupos epóxi de A) e o número de átomos de hidrogênio ativo dos grupos funcionais de B) varia de 1:0,5 a 1:1,1, de preferência de 1:0,6 a 1:1,05, mais preferencialmente de 1:0,95 a 1:1,05, C) opcionalmente pelo menos um acelerador de endurecimento, em que as quantidades de A) -C) somam 100% em peso, D) opcionalmente outros aditivos. II. Impregnar uma estrutura composta pelos suportes fibrosos e opcionalmente outros materiais nucleares com a composição de I. em uma forma ou em um molde por um método de impregnação de resina líquida ou impregnação de suportes fibrosos e lacunas em um mandril, III. Endurecimento da composição reativa para se obter o componente compósito e IV. Desmoldagem do componente acabado do molde.
15. Utilização dos compósitos de acordo com as reivindicações 13 e 14, caracterizada por ser na construção de barcos e navios, na tecnologia aeroespacial, na construção automóvel, para veículos de duas rodas, de preferência motociclos e bicicletas, nos setores automotivo, da construção, da construção naval, da tecnologia médica e do desporto, indústria elétrica e eletrônica e instalações de geração de energia.
16. Utilização de compósitos de acordo com as reivindicações 13 e 14, caracterizada por ser na produção de pás do rotor de turbinas eólicas.
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