CS201794B1 - Epoxidové kompozice - Google Patents

Description

Vynález se týká epoxidových kompozic použitelných především Jako tmely a rozlivové hmoty s vysokou adhezi ke kovovým podkladům.

Epoxidové tmely nebo rozlivové hmoty se v běžné praxi nanášejí na kovové i nekovové podklady. Jejich pojivém bývají obvykle epoxidové pryskyřice dlaňového typu o mol. hmotnosti 300 až 500. K vytvrzování ee používají polyaminové sloučeniny, zejména alifatické, cykloalifatické a aromatickoalifatické pólyaminy a jejich deriváty, jako jsou např. aminoamidy, různé amlnoadukty apod. Jejich typ má výrazný vliv na řadu vlastností vytvrzených kompozic. Např. alifatické polyaminy vytvářejí hmoty velmi křehké, aminoamidy naopak hmoty β vysokou poddajností. Velmi důležitou a požadovanou vlastností těchto kompozic je dobrá adheze k podkladům, která je ve značné míře ovlivňována hlavně čistotou a vlhkostí podkladu, množstvím a typem plniv či pigmentů. Při aplikacích se klade velký důraz také na odolnost vytvrzených kompozic proti vodě, vodným roztokům chemikálií a na odolnost proti zvýšeným teplotám.

Používaná tvrdidla na bázi aromatických polyaminů obsahují obvykle jednomocné fenoly a jejich deriváty, které podstatně zvyšují reaktivitu kompozic při vytvrzování. Mají však nevýhodu v tom, Se při teplotě nad 80 °C se fenoly z kompozic uvolňují a tím zhoršuji vlastnosti vytvrzených hmot. Pokud se ale použijí adukty polyaminů s aldehydy a fenoly, je při zvýšených teplotách stabilita kompozic mnohem vyšší.

201 ?94

201 794

Mechanická vlastnosti epoxidových kompozic lze do jiatá míry modifikovat přídavkem vhodných plaetlfikátorů, např. esterů kyseliny ftalové, adipové, maleinové, fumarové apod. Jedné ae převážné o plastifikátory, které se v těchto kompozicích ohemicky nezabudují a proto mají tendenci k ayneřeži, především při stárnutí za zvýšených teplot, oož má obvykle nepříznivý vliv na adhezi i na chemickou odolnost kompozic.

Vlastnosti vytvrzených hmot i aplikační vlastnosti kompozic dosud nevytvrzených příznivě ovlivňují i plniva (K.Waigel: Spoxyharzlacke. Wiasenschaft. Verlag, Stuttgart 1965). Optimální poměry zejména mezi objemem pojivá (včetně tvrdidla) a obsahem plniva lze vypočítat na principu objemových formulací pro jednotlivá typy hmot.

Fro aplikaci epoxidových kompozic formou tmelů a rozlivových hmot se přidávají plniva nejrůznějěích typů, anorganická i organická (W.Schfitze: Kunetharz-fistrich. Bauverlag GmbH., Wieebaden u. Berlin 1976). Z anorganických přichází v úvahu nejčaatěji práškový živec, těživeo a břidlice, porcelánová moučka, kaolin, grafit, práškové kovy, často zmagnetizované (US pat. č. 3 474 073), mletý křemen, korund, sklo aj., jako plniva organického původu se uplatňují hlavně práškový polyethylen, polypropylen a poiyvinylchlorid a mleté odpady z výroby nebo zpracováni makromolekulámích látek.

Na aplikační vlastnosti tmelů a rozlivových hmot, zejména na tvorbu aplikované vratvy, má značný vliv jejich konzistence. Např. při nízké konzistenci mohou těžká plniva klesat k podkladu, čímž se vytváří nehomogenní vrstva. Tento jev je někdy s výhodou používán na vodorovných plochách (např. při aplikaci licích podlahovin), avšak je nežádoucí při nanášení kompozic na plochy šikmá nebo kolmé (Brit. Plastice, 40. 1967, č.5, str. 110).

Je-li jako plniva použito navíc práškového železa, mají kompozice řadu nevýhod. Např. kyselá aditiva reagují se železem za tvorby sloučenin, které zhoršují skladovatelnost výrobku a vlastnosti vytvrzených hmot, při styku vytvrzených kompozic s vodou, vodnými roztoky nebo se vzdušnou vlhkostí dochází ke korozi železného prášku, přičemž korozní produkty vlivem zvětšeného objemu zhoršují původní dobré vlastnosti vytvrzené hmoty apod.

Uvedené obtíže řeší předložený vynález, jehož předmětem jsou epoxidové kompozice na bázi nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic, nasycených nebo nenasycených polyesterů, akrylových monomerů, plniv, pigmentů a případně stabilizátorů, vytvrzovaná adukty alkylfenolů a aldehydy a alifatickými polyaminy a použitelné zejména jako tmely a rozlivové hmoty a vysokou adhezi ke kovovým podkladům. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tyto kompozice obsahují jednak pojivo sestávající ze 30 až 60 hmot. dílů epoxidová pryskyřice převážně dlaňového typu o molekulové hmotnosti 300 až 500, 0,5 až 20 hmot. dílů alkylesterů kyseliny akrylové s počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 4 až 8, případně obsahujících do 10 hmot. % volné kyseliny akrylové a/nebo methakrylové, 1 až 20 hmot. dílů polyesterů o čísle kyselosti 15 až 60 mg KOH/g, na bázi kondenzačních produktů glykolů s kyselinou adipovou a popřípadě maleinovou či jejím anhydridem, 20 až 55 hmot. dílů aduktu kresolu a/nebo nonylfenolu s formaldehydem a polyalkylenpolyaminy e případně až 2 hmot. dílů chinonů, a/nebo hydroohinonu, a jednak prášková a lístková plniva a/nebo pigmenty v množství 60 až 150 hmot. %, vztaženo na hmotnost pojivá. Obsah plniv lístkového tvaru o maximální

201 délce částic 40 (um, β výhodbu 5 až 20 (um, a případně práškových plniv na bázi železa nebo jeho sloučenin je 10 až 55 % objemové koncentrace pigmentů a plniv. Kompozice obsahují jako plnivo β výhodou práškový živec, práškový polyethylen, porcelánový prach, koloidní kysličník křemičitý a práškové kovy. Plniva na bázi korodujících kovů je výhodné předem povrchově upravit proti korozi, nejlépe fosfatizací, chromováním nebo působením roztoku kyseliny galové a/nebo tanínu, a práškové železo či jeho kysličníky zmagnetizovat. Jako plnivo lístkového tvaru se používá grafit, slída, kaolinit, hliníkový prach nebo skleněné mikrovločty.

Nejvhodnější epoxidové pryskyřice pro přípravu kompozic podle vynálezu jsou nízkomolekulární dlaňové pryskyřice nebo jejich směsi a menším množstvím epoxidových pryskyřic ji· ného typu, a to s jednou nebo dvěma epoxidovými skupinami v molekule. Epoxidové pryskyřice se dvěma epoxidovými skupinami mají mít molekulovou hmotnost v rozmezí 300 až 500» Mohou to být zejména základní pryskyřice o molekulové hmotnosti 370 až 450 a epoxidovém ekvivalentu 0,50 až 0,53/100 g nebo směsi či reakční produkty těchto pryskyřic s glycidylethery, které mají ©pcaidevý ekvivalent 0,50 až 0,58/100 g, anebo 1 směsi uvedených základních pryskyřic a typy středněmolekulárními o epoxidovém ekvivalentu 0,19 až 0,38/100 g.

Používaná polyaminová tvrdidla jsou reakčními produkty kresolu a/nebo nonylfenolu s polyalkylenpolyaminy a formaldehydem v mol. poměrech 1:0,5 až 1,1:0,9 až 1,1. Použité póly· aminy obsahují alespoň dvě primární aminoakupiny a 2 až 4 ethylenové a/nebo propylenové skupiny (nejvhodnějží je diethylentriamin), křesal je technický produkt tvořený směsí ortho-, meta- a paraderivátů, nejlépe s převažujícím podílem o-kresolu. Pro úpravu reaktivity a konzistence lze tuto směs modifikovat přídavkem 0,5 až 1,0 hmot. % kyseliny akrylové stabilizované proti polymeraci 0,01 až 100 % hmot. ohinonů a/nebo hydrochinonu, vztaženo na obsah kyseliny akrylové. Tvrdidlo lze připravit např. podle čs. AO č. 191 121 bez použití styrenu jako reaktivního rozpouštědla.

Jako aditiva pro úpravu rheologických vlastnosti kompozic, jejich reaktivity, průběhu dotvrzování pří zvýšených teplotách nebo i fyzikálních vlastností vytvrzené kompozice, především adheze, přicházejí v úvahu alkylestery kyseliny akrylové s počtem uhlíkových atomů v akrylové skupině 4 až 8, hlavně but.vl- a 2-ethylhexylakrylát, a nasycené nebo nenasycené polyestery na bázi kyseliny adipové, např. reakční produkt pólyesterifikace kyseliny adipové glykolem a případně butylalkoholem, nebo kyseliny adipové a maleinanhydridu glylcolem, o čísle kyselosti 15 až 60 mg KOH/g. Tato aditiva mohou být předem obsažena jak v polyaminovém tvrdidle, tak v epoxidové pryskyřici a jejich množství má vliv hlavně na Theologické vlastnosti a na reaktivitu kompozic.

Konzistence a aplikační vlastnosti kompozic podle vynálezu jsou rovněž závislé na objemovém poměru pojivá a plniv (včetně pigmentů), na morfologii plniv, popřípadě na magnetických vlastnostech kovových prášků nebo kysličníku želez®. Při nízkém objemovém plnění se získají kompozice s výborným rozlivem, při vysokém plnění kompozice thixotropní až nerozlévatelné. Thixotropie je možno zde dosáhnout dvojím způsobem, a to buň přídavkem běžně známých thixotropníeh aditiv, např. koloidního kysličníku křemičitého, asbestu, slídy

201 794 apod., nebo použitím zmagnetizovaných kovových prážků nebo jejich eméeí a kysličníky železa (zejména Pe₂O-j - gama forma), přičemž magnetizace může být provedena před nebo až po diapergacl těchto práěků v kompozici. Výhodou zmagnetizovaných plniv je podstatně «nížená praěnost při přípravě kompozic a v níževiekozních směsích schopnost tvorby struktury, která zvyěuje thixotropii a umožňuje na magnetizovatelných podkladech částečná dělení plniv, čímž se zvyěuje objemová koncentrace plniv v mezivrstvě. Toto pak má příznivý vliv na zvýěení adheze k podkladu, zlepěenl rozlivu mezipovrchu a na zlepěení tepelná a elektrické vodivosti. Za takových podmínek je možno snížit objemová plnění kompozic kovovými práěky, což má značný význam např. u licích podlahovin. Kromě toho lze uvedeného jevu výhodně využit u kompozic e obsahem směsi magnetizovaného práěku a hliníkovým, který vyplave na povrch a vytvoří reflexní vrstvu.

Magnetizovatelné práěky mohou mít magnetizovatelnost krátkodobou nebo trvalou. Fři použití obou typů současně se krátkodobá magnetizovatelnost prodlužuje, jako je tomu např. u aměsí feroarolfram, ferochrom, gama-FegOj s práškovým železem. Pro speciální vysokoplněné tmely lze používat i feroelitiny nemagnetizovatelné, jako je vyeokopecní feromangan, feromangan β obsahem uhlíku do 1 hmot. %, ferovanad a ferosilicium β obsahem cca 45 hmot. % křemíku, která mají vysokou odolnost proti korozi.

Vliv zmagnetizovaných práěků na rozliv je dobře sledovatelný podle průměru koláče naneseného na skleněnou podložku při stejném objemu kompozice. Např. při plnění pojiv zmagnetizovanými plnivy ve hmot. poměru 3:2 je průměr koláče zhruba o 20 % meněí než u plniv nezmagnetizovaných. Kompozice podle vynálezu jsou vhodná pro široký okruh aplikací. Slouží jako vyrovnávací hmoty pro povrchovou úpravu odlitků přechodně nebo trvale vystavených zvýěeným teplotám do 180 °C, jako štěrkové vyrovnávací kompozice, samorozlávatelná podlahoviny se zvýšenou vodivostí mezivrstvy, především na kovové podklady, dále lepidla a tmely pro spojování kovových i nekovových materiálů, jako např. litiny, železa, hliníku, keramiky, epoxidových i polyesterových laminátů apod. Kompozice lze použít i ve stavebnictví, třába při tmelení spár betonových dílů, kde se dosahuje vyhovujících vlastností i na vlhkém podkladu.

Přiklad 1 lepící tmel - objemová plnění 31,3 % g nízkomolekulární epoxidová pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500 ee předloží společně s 20 g nenasyceného polyesteru kyseliny adipové o čísle kyselosti max. 50, ve kterém je rozpuštěno 0,03 g hydrochlnonu, do malaxeru. So této směsi se ořidé 30 g grafitu, zahájí ae míchání a dávkuje ee 178 g železného práěku postupně tak, aby kompozice byla homogefinl.

Tvrdidlová složka sa připraví homogenizací 65 g reakčního produktu kreeolu s polyaminy a formaldehydem v molárnich poměrech 1:0,8, 9 g korundového úletu a 2 g koloidního kysličníku křemičitého.

Kompozice má životnost 50 min.

201 794

Příklad 2

Vyrovnávací tmel - objemové plnění 43 %

100 g nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500 se zhomogenlzuje na rychlomíchačce společné s 66 g práékového gama-Pe₂0^ (orientovaných feritů).

Tvrdidlová složka ae získá homogenizaci 80 g reakčního produktu kreeolu a nonylfenolu a polyaminy a formaldehydem v mol. poměru 0,5:0,5:1:1 s přídavkem 0,5 % hmot· kyseliny akrylové, 11 g úletu bílého korundu a 3 g kololdního kysličníku křemičitého.

Doba životnosti kompozice je 45 min.

Příklad 3

Tmel - objemové plnění 50 %

100 g nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500 modifikované glycidyletherem se zhomogenizuje se 71 g kysličníku železa, 53,5 g práěkového železa, 16 g břidlice a 4 g kololdního kysličníku křemičitého.

Tvrdící systém se připraví zhomogenizováním 80 g reakčního produktu kreeolu a nonylfenolu s polyaminy a formaldehydem v mol. poměru 0,4:0,6:1:1, 10 % hmot. nenasyceného polyesteru kyseliny adipové o čísle kyselosti 50 mg KOH/g a obsahem 0,01 g hydroohinonu,

46,5 g kaolinu a 21 g mletého živce.

Pro použití na magnetizovatelné materiály ee kompozice podrobí dodatečnému zmagnetizování po naplnění do tub.

Doba životnosti je 45 až 50 min.

Přiklad 4

Štěrkový lepící tmel - objemové plnění 50 %

Zhomogenizuje ee 100 dílů hmot. nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500, 160 hmot. dílů železného prážku, 16 hmot. dílů grafitu a 4 hmot. díly koloidní ho kysličníku křemičitého.

Pro přípravu tvrdící složky ae použije 80 hmot.' dílů reakčního produktu kreeolu a poly aminy a formaldehydem v mol. poměrech 1:0,8:1 a 10 % hmot. nenasyceného polyesteru kyseliny adipové, 20 hmot. dílů nenasyceného polyesteru kyseliny adipové a obsahem 0,01 hmot. dílů hydroohinonu a dále 46,5 hmot. dílů mletého živce a 21 hmot. dílů práškové břidlice.

Fovrch použitého železného prášku je povrchově upraven chromátovánim.

Kompozice s tvrdidlem má životnost 40 min.

Příklad 5

Vyrovnávací tmel - objemové plnění 50 %

100 hmot. dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500 as naDlní 128 hmot. díly železného prášku povrchově upraveného taninem, 20 hmot. díly grafitu, 16 díly hmot. kaolinu a 4 hmot. díly kololdního kysličníku křemičitého. Tvrdící složka ae připraví homogenizaci 86 hmot. dílů reakčního produktu kreaolu a polyaminy a formel201 794 dehydem v molárním poměru 1:0,8:1 obsahujícího jeětě 15 % hmot. nenasyceného DOlyeeteru kyseliny adipové, 8 hmot. dílů butylesteru kyseliny akrylové, 4 hmot. dílů dipropylentriaminu, 54 hmot. dílů živce, 40 hmot. dílů blanc-fixu a 6 hmot. dílů koloidního kysličníku křemičitého.

Kompozice má životnost 25 min.

Příklad 6

Tmel - objemové plněni 50 %

100 hmot. dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500 ee smíchá e 8 hmot. díly 2-ethýlhexylesteru kyseliny akrylové, 15 hmot. díly grafitu, 78 hmot. díly břidlice a 5 hmot. díly koloidního kysličníku křemičitého.

Tvrdící složka ee připraví homogenizací reakčního produktu kreeolu a nonylfenolu e nolyaminy a formaldehydem v molekulárních poměrech 0,7:0,3:1:1 e přídavkem 0,5 % hmot. kyseliny akrylové a hydrochinonu (20 % hmot. na obsah kyseliny akrylové), 78 hmot. díly živoe, 15 hmot. díly blanc-fixu, 5 hmot. díly koloidního kysličníku křemičitého a 8 hmot. díly alkylesteru kyseliny akrylové.

Doba životnosti kompozice je 60 .min.

Příklad 7

Tmel - objemové plnění 50 %

100 hmot. dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice dlaňového typu o mol. hmotnosti 300 až 500 ee smíchá se 1JO hmot. díly práškové slitiny CuSn 10, 40 hmot. díly práěkového korundu, 30 hmot. díly grafitu a 4 hmot. díly koloidního kysličníku křemičitého.

Tvrdidlová složka se připraví smícháním 80 hmot. dílů reakčního produktu kreeolu, nonylfenolu s polyaminy a formamidem, 20 hmot. díly práěkového polyethylenu, 20 hmot. díly nenasyceného polyesteru kyseliny adipové, 92 hmot. díly mikromletého vápence a 4 hmot. díly koloidního kysličníku křemičitého.

Kompozice má životnost 30 min.

Příklad 8

Tmel - objemové plnění 50 %

100 hmot. dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500 se smíchá se 190 díly prášková slitiny CuSn 10, 20 hmot. díly grafitu, 20 hmot. díly korundu (úlet) a 3 hmot. díly koloidního kysličníku křemičitého.

Tvrdidlová složka es připraví smícháním 80 hmot. dílů reakčního produktu kreeolu, nonylfenolu s polyaminy a formaldehydem v mol. poměrech podle příkladu 2 a s 0,5 % hmot. kyseliny akrylové a 20 % hmot. hydrochinonu, vztaženo na obsah kyseliny akrylové, a dále 20 hmot. díly nenasyceného polyesteru kyseliny adipové, 38 hmot. díly živce, 69 hmot. díly barytu, 4 hmot. díly koloidního kysličníku křemičitého a 3 hmot. díly pigmentové pasty obsahující 50 % hmot. TiOg a 50% roztok nenasyceného polvesteru kyseliny adipové v dibutylftalátu. životnost kompozice je 40 až 45 min.

201 794

Příklad 9

Podlahovina - objemové plnění 40 % hmot. dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500 ee smíchá se 40 hmot. díly nízkomolekulární epoxidové pryskyřice modifikované 5 hmot. % butylgLvcidyletheru, vztaženo na epoxidovou pryskyřici. Do takto připraveného pojivá ee vmíchá na ryehlomíohačce předmíchaná eměe plniv, která sestává ze 4,6 hmot. dílů aeroeilu, 10 hmot. dílů práškového PVC, 7,2 hmot. dílů živce, 68,8 hmot. dílů zmagnetizovaného kysličníku železa, práškového železa a práškového hliníku (ve hmot. poměrech 4:2:1) a 4,9 hmot. dílů pigmentační pasty (50 % hmot. TiO? v 50% roztoku nenasyceného polyesteru kyseliny adipové v dibutylftalátu).

Jako tvrdidlo se použije 80 hmot. dílů směsi reakčního produktu kresolu a nonylfenolu s pólyaminy a formaldehydem a reakčního produktu kresolu e polyaninv a formaldehydem v molárním poměru 0,5:0,5:1:1 e obsahem 10 % nenasyceného polyesteru kyseliny adipové.

Příklad 10

Tmel na kovové podklady - objemové plnění 60 %

Pojivo tvoří nízkomolekulární epoxidová pryskyřice o mol. hmotnosti 300 až 500.

Tvrdící složka se připraví homogenizací směsi 80 hmot. dílů reakčního produktu kresolu s polyaminy a formaldehydem v mol. poměru 1:0,8:1 a 8 hmot. díly nenasyceného polyesteru kyseliny adipové, β 20 hmot. díly nenasyceného polyesteru kyeeliny adipové obsahujícího 0,01 hmot. díly hydrochinonu, 60 hmot. díly mletého živce, 26,5 hmot. díly břidlice a 40 hmot. díly magnetického kysličníku železa. Pro aplikaci ee epoxidové pryskyřice mísí s tvrdidlem v objemovém poměru 2:3. životnost této kompozice je 40 až 45 min.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1) Epoxidové kompozice na bázi nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic, nasycených nebo nenasycených polyesterů, akrylových monomerů, plniv, pigmentů a případně stabilizátorů, vytvrzované adukty alkylfenolů a aldehydy a alifatickými polyaminy a použitelné zejména Jako tmely a rozllvové hmoty e vysokou adhezi na kovové podklady, vyznačené tím, že obsahují jednak pojivo sestávající ze 30 až 60 hmot. dílů epoxidová pryskyřice převážně dianováho typu o mol. hmotnosti 300 až 500, 0,5 až 20 hmot. dílů alkyleaterů kyseliny akrylová e počtem uhlíkových atomů v alkylové skupině 4 až 8, případně obsahujících do 10 hmot. % volné kyseliny akrylové a/nebo methakrylové, 1 až 20 hmot. dílů polyesterů o čísle kyselosti 15 až 60 mg KOH/g na bázi kondenzačních produktů glykolů s kyselinou adipovou a popřipadá maleinovou či s jejím anhydridera, 20 až 55 hmot. dílů aduktu kresolu a/nebo nonylfenolu a formaldehydem a pólyalkylenpolyaminv a případně až 2 hmot. dílů chinonú a/nebo hydrochinonu, a jednak prášková a lístková plniva a/nebo pigmenty v množství 60 až 150 hmot. %, vztaženo na hmotnost pojivá, přičemž obsah plniv líetko201 794 vého tvaru o maximální délce částic 50 pn, s výhodou 5 až 20 a případně práškových plniv na bázi železa nebo jeho sloučenin je 10 až 55 % objemová koncentrace pigmentů a plniv.
2. 2) Epoxidové kompozice podle bodu 1,vyznačené tím, že jako plnivo obsahují a výhodou práč kový živec, práěkový polyethylen, porcelánový prach, koloidnl kysličník křemičitý a práSkové kovy·
3. 3) Epoxidové kompozice podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že plniva na bázi korodujících ko vů jsou e výhodou předem povrchově upravena proti korozi, nejlépe fosfatizaeí, chromátováním nebo působením roztoku kyseliny galové a/nebo taninu.
4. 4) Epoxidové kompozice podle bodů 1 až 3, vyznačené tím, že plnivo na bázi práěkového železa a jeho kysličníků je a výhodou zmagnetizováno.
5. 5) Epoxidové kompozice podle bodu 1, vyznačené tím, že jako plniva lístkového typu obsahu jí grafit, slídu, kaolinit, hliníkový prach nebo skleněné mikrosložky.

   Tz 66 - 5-8924 - 82