CS196155B1

CS196155B1 - Epoxidové práškové kompozice

Info

Publication number: CS196155B1
Application number: CS567378A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Lunak; Jindrich Smrcka; Karel Jelinek; Frantisek Hovorka; Zdenek Tuma
Original assignee: Stanislav Lunak; Jindrich Smrcka; Karel Jelinek; Frantisek Hovorka; Zdenek Tuma
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1978-09-01
Publication date: 1980-03-31

Description

Předmětem vynálezu jsou epoxidové práškové kompozice s výhodnějšími tokovými vlastnostmi, projevujícími se zejména při aplikacích jako práškové nátěrové hmoty nebo prášková lepidla s dokonalejším krytím hran předmětů po nanesení a menší stékavostí s funkčních ploch.

Tokové vlastnosti heterogenních soustav jsou dosti složitou záležitostí, zvláště jedná-li se o kompozice tekuté a vytvrzované až při vyšší teplotě. Tyto vlastnosti jsou ovlivněny především viskozitou pojivá a množstvím a druhem pigmentů a plniv.

Pro běžné rozpouštědlové typy nátěrových hmot jsou známa různá kapalná i pevná aditiva, která ovlivňují tíxotropní chování nanášených vrstev /Haselmeyer P.: Defazet 3£, 1977, č.2, str. 52 až 55/. Pro práškové nátěrové hmoty nejsou však tato aditiva příliš vhodná, protože mají relativně nízkou účinnost a často nižší tepelnou stálost a při těchto aplikacích mívají většinou nepříznivý vliv nejen na vzhledové, ale i na mechanické vlastnosti vytvrzených f ilmů .

Uvedené obtíže při formulaci epoxidových práškových hmot odstraňuje vynález, jehož předmětem jsou epoxidové kompozice na bázi epoxidových pryskyřic, tvrdidel a modifikujících látek a/nebo aditiv ze skupiny zahrnující urychlovače, retardéry, plastifikátory, f1exibί1izátory, modifikátory tokových vlastností, pigmenty, barviva, plniva, retardéry hoření a termoplastické nebo tvrd i telné makromoleku 1ární sloučeniny. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tyto kompozice obsahují jako modifikátory to2 kových vlastností 0,01 až 10 hmot. ’% polárních látek o střední molekulové hmotnosti 18 až 1 000 s hydroxylovými skupinami vázanými v množství, které odpovídá poměru alespoň jedné hydroxylové skupiny na 9 g této látky.

Jako polární látky ovlivňující tokové vlastnosti kompozic přicházejí v úvahu: voda, alifatické mono-, di-, polyalkoholy, jako např. metanol, etanol, propanol, izopropanol, butanol, etylenglykol, butylenglykol, glycerin, trimetylolpropan, pentaerytrit, apod., dále polyglykoly typu polyetylenglykolu, polypropylenglýkolu, polyepichlorhydrinu, adukty etyle^n- a propylenoxidu s fenoly a jejich deriváty, jako např. etylenoxidovaný a propylenoxidovaný fenol, p-terc. butylfenol, bisfenol A o různé délce alkylenoxidového zbytku, etylen- a propylenoxidované alifatické a cykloalifatické alkoholy, polyestery s koncovým -OH, případně —OH a -COOH skupinami. Tyto polární látky mohou být použity jednotlivě nebo ve směsích.

Pro přípravu epoxidových kompozic podle vynálezu jsou vhodné nízkomolekulární i'výšemolekulární epoxidové sloučeniny. Jsou to především polyepoxidové sloučeniny získané alkalickou kondenzací epihalohydrinů /epichlorhydrínu/ a jejich d-erivátů nebo dihalohydrinů /dichlorhydrinu/ s látkami, jejichž funkční skupiny obsahují alespoň dva aktivní vodíkové atomy. Dále také zahrnují epoxidové sloučeniny získané epoxidací nenasycených sloučenin a polymery nebo kopolymery obsahující epoxidové skupiny.

Do prvé skupiny patří zejména polyglyci196155 dylétery odvozené od vícemocných fenolů, jako je např. 4,4’-dihydroxydifenylpropan /bisfenol A/, 4,4 -dihydroxydifenylsulfon /bisfenol S/, tris- a tetrakis /hydroxy fenylaikany/, rezorcin, hydrochinon a fenolformal.dehydové a krezo1formaldehydové novoláky, dále odvozené od vícemocných alkoholů, a to především od aIkylenglykolů a po 1 y a 1 ky 1 eng J. yko lů . Technicky ne j významné jŠí jsou epoxidové pryskyřice na bázi 4,4 -dihydroxydi £eny1prop onu . Do této skupiny náležejí také polyglycidylestery alifatických, cykloalifatických a aromatických .polykarboxy lových kyselin, jako je např. kyselina adipová, sabaková, azelainová. dimerizované nenasycené mastné kyseliny, kyselina ftalová, izoftalová, tereftalová, tetrahydroftalová, hexahydroftalová , trimellitová, kyanurová a izokyanurová, dále po lyglycidylt hici étery a po lygl y e j dy 1 ami. uy ,

Druhou skupinou p o 1y ep o x ido vý c h s 1 o uc enin jsou alifatické a cykloalifacické po™ lyepoxidové sloučeniny. Z alifatických epoxidů přicházejí v úvahu epoxidované polymery a kopolymery lineárních konjugovaných dienů, dále epoxidová né oleje, nenasycené estery a nenasycené alifatické uhlovodíky butadiendioxid , divinylbenzend\oxid/ . Cykloalifatické epoxidy zahrnují sloučeniny obsahující kruhy cyklopentenoxidové Qbis/2,3-epoxycyklopentyl/éter, 2,3-epoxycyklopentanolglycidyléterj, cyklohexenoxidové /3,4-epoxy-6-metyIcyklohexyl-3,4-epoxy-6-metylcyklohexankarboxy lát, vinylcyklohexendioxid, , 1-dimetylol-c.yklohexenoxidbisglycidyléter/. cyklooktenoxidové, bicyk loheptenoxidové a tricyklodec.enoxidové /dicyklopentadienoxid, epoxydicyklopentylglycidylé irr/ .

Dále je možno zde jmenovat epoxídovane hydroaromatické acetaly a ketaly, epoxid.ovaný po iycyk1opentadien, epoxidované polyestery a jiné výšemolekulární látky,

Do třetí skupiny polyepoxídových sloučenin náleží polymery a kopolymery nenasycených epoxidových sloučenin, jako glycidvlakrylátu, glycidylmetakrylatu a alkylglycid y 1 é t e r u .

(Jvedené po 1yepoxidové sloučeniny se používají jednotlivě nebo ve vzájemných směsích. Jejich kombinací se dosahuje požadovaných vlastností vytvrzených filmů, např, zvýšení tvrdosti nebo plasticity. Obměny vlastností polyepoxídových sloučenin se dosahuje rovněž jejich modifikací, např. esterifikací monomerními nebo polymerními mastnými kyselinami nebo přídavkem monoepoxidových sloučenin a nenasycených polymerace schopných monomerů.

Z tvrdidel lze použít všechny látky vhodné pro vytvrzování epoxidových pryskyřic, jako je např. etyléndiamin, hexame t.y 1 énd iamin, d ie tylén tri amin, tr retylénte tr amin, N-arninoetylenpiperazin, aminoxyly1end iamin, propylcyklohexylamin, 4,4 -diaminodicyklohcxylnetan, 4,4'-di ami nodi f enyIme t an, meta i eny1endi amin, 4,4 -di aminodi feny1su1fon, izoforondiamin, piperidin, aminopyridin, trimetylhexametyléndiarain, am ino amid y mastných kyselin, t r i s / d ime ty laminome ty 1 /fenol, dlkyandiamid a jeho deriváty, jako například substituované biguauidy, monoe ty lo Ič .i ky and i ami d , 1 -f eny1 d iky and i amid , s u b s t. i v -a .j v a né močoviny, kyselé estery, p c lykyseliny alifatické a aromatické, aromatické a alifatické anhydridy organických kyselin, BF3-komp1oxy.

Jako urychlovače reakce lze použít,např.

alifatické polyalkoholy /glycerin, glykol, trimetylolpropan, pentáerytrit aj./, fenoly, krezoly, xylenoiy, kyselinu salicylovou a jejích substituované deriváty, jako např. tris/dimetylaminometyl/- fenol. apod., terč. aminy, jako například trietanolarnin, kvarterní amoniové soli, např. trimetylhenzylamoníumchlorid, a od nich odvozené báze, BF^-komplexy a Lewisovy kyseliny, kyselinu thioglykolovou a její estery, alkalické hydroxidy, kovové soli mastných kyselin, kovové eheláty kyseliny salicylevé, hexame ty1éh te tramín, aminoalkylglykolmonoborát, laonoaminopyridin , apod.

Jako retardérů je možno použít např. látek obsahujících alespoň jednu aldehydickou nebo ketonickou skupinu v molekule /acetofenon, benzofenon, fural, furalacetonové kondenzáty, ketonové pryskyřice aj./.

Práškové kompozice podle vynálezu mají velmi dobře regulovatelné tokové vlastnosti v závislosti na typu a množství použitých polárních látek, které se řídí podle způsobu aplikace kompozic formou práškových nátěrových hmot nebo práškových lepidel. Se zřetelem k těmto konkrétním aplikacím se volí i typ a množství dalších aditiv, hlavně plniv, pigmentů, plastifikátorů, f 1 exibi1 i zátorň nebo í různých makroraolekulárních látek.

Příklad 1

100 hmot. dílů středněmolekulární epoxidové pryskyřice na bázi kondenzačního produktu Bisfenolu A s epichlorhydrinem o teplotě měknutí 95 °C a epoxidovém ekvivalentu 0,11000/100 g se po předemletí smíchá na mísící pevných hmot s 4,4 hmot. dílů díkyandiamidu, 43 hmot, dílů živce, hmot. díly koloidního S1O2» 4 hmot. díly titanové běloby, 0,25 hmot. dílu versálové modři, 1 hmot. dílem čistého bézvodého glycerinu a zhomogenizuje při 80 až 100 °C v kontinuálním hnětíči na hmotu, která se po ochlazení rozdrtí a rozemele v kolíkovém mlýně na velikost částic 200 až 2.50/um. Vzniklá fluidní prášková nátěrová hmota má při 190 °C stékavoet 11 mra a krytí hran ocelových hranolků koLem 55 X. /Stékavost se měří skluzem tablety o hmotnosti 3 g po 'skleněné desce nakloněné v úhlu 60° za 15 min při temperaci na 190 °C a udává se v mm./ Po vytvrzení 15 min/200 °C má vynikající mechanické a elektrické vlastnosti..

Příklad 2

Fluidní hmota, připravená podle příkladu 1 za přídavku stejného množství glycerínu obsahujícího 4,3 7_O hmot. vody, má stékavost, měřenou za stejných podmínek, pouze 7 mm a krytí hran 60 %>. Byla použita jako prášková nátěrová hmota pro naprašování na rotory elektrických motorů. Po vytvrzení 15 min/200 °C byla získána dostatečně silná vrstva na hranách, takže průrazné napětí mezi ovinutými vodici a kostrou rotoru je vyšší než 1 000 V.

Příklad hmot. dílů středně molekulové pryskyřice jako v příkladu 1 a 10 hmot. dílů epoxidové pryskyřice o teplotě měknutí 80 °C a epoxidovém ekvivalentu 0,26/100 g rovněž na bázi kondenzačního produktu Bisfenolu A a epiehlorhydrinu se po předemletí smíchá na mísiči pevných hmot s 6 hmot díly o-ťolylbiguanidu, 50 hmot. díly titanové běloby rutilového typu, 0,25 hmot. dílu versálové modři, 1 hmot. dílem pevného cozlívového činidla na bázi polybutylakrylátu naneseného na koloidní SÍO2 a 1 hmot. dílem pevného aduktu etylénoxidu na fenol typu Antarox 850 /fa GAF Corp./. Vzniklá směs se zhomogenizuje na kontinuálním hnětiči při >10 až 100 °C a po ochlazení roze196155 mele v kolíkovém mlýnu na velikost častíc pod 100 ^m. Vzniklá prášková nátěrová hmota se nanese v elektrostatickém poli na kovové mřížky a vytvrdí 10 min při 180 °C. Dosáhne se velmi dobrá kryvost hran /kolem 40 Z/ pří velmi dobrém vzhledu filmu a dobrých mechanických vlastnostech /hloubení 8,0 mm, úder kladivem 400 mm/.

Příklad 4

Prášková nátěrová hmota pro elektrostatické nanášení se připraví podobným způsobem jako v příkladu 3, avšak mísLo aduktu etylenoxidu na fenol se použije 0,5 g vody ve směsi s 1,5 g dietyle'ntriaminu, který se použije společně s 4 g díkyandiamidu jako směsné tvrdidlo. Vzniklá hmota má výborné krytí hran /kolem 60 Z/ a velmi dobré mechanické vlastnosti po vytvrzení 10 min/190 °C. Na filmu je zřetelná pomerančová struktura.

Claims

Epoxidové práškové kompozice na bázi epoxidových pryskyřic, tvrdidel a modifikujících látek a/nebo aditiv ze skupiny zahrnující urychlovače, retardéry, plastifikátory, flexibi1 izátory, modifikátory tokových vlastností, pigmenty, barviva, plniva, retardéry hoření a termoplastické čí tvrditelné makrčmolekulární sloučeniny,

Příklad 5

Í00 hmot. dílů středněmolekulární epoxidové pryskyřice o teplotě měknutí 98 °C a epoxidovém ekvivalentu 0,099/100 g se v malaxeru smísí při 80 °C s >0 hmotnostními díly diglycidylesteru kyseliny hexahydroftalové a 8,5 hmotnostních dílů směsného tvrdidla o teplotě tání 155 °C, obsahujícího 70 hmot. Z o-tolylbiguanidu a 30 hmot. Z dikyandiamidu, dále s 5 hmot. díly polyvinylbutyralu a 2 hmot. díly trimetyloipropanu. Vzniklá kompozice se po ochlazení rozdrtí v kolíkovém mlýně na prášek a používá se jako práškové lepidlo vytvrzované 20 min/180 °C s vynikajícími mechanickými vlastnostmi /pevnost ve smyku 40 MPa a pevnost v loupání 3,5 MPa/ a minimální stékavostí s lepených ploch před vytvrzením.

YNÁLEZU vyznačené tím, že jako modifikátory tokových vlastností obsahují 0,01 až 10 hmot. Z polárních látek o střední molekulové hmotnosti 18 až 1 000 s hydroxylovýrai skupinami vázanými v množství, které odpovídá poměru alespoň jedné hydroxylové skupiny na 9 g této látky.