CS223299B1

CS223299B1 - Hardenable composition

Info

Publication number: CS223299B1
Application number: CS977881A
Authority: CS
Inventors: Ivo Wiesner
Original assignee: Ivo Wiesner
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1983-09-15

Abstract

Tvrditelná kompozice sestávající z akrylátů a středněmolekulární epoxidové pryskyřice. Vynález se týká oboru epoxidových pryskyřic a může být využit v rámci výroby a zpracování epoxidů. Je řešen problém flexi- , bilizace pro zvýšení odolnosti působení kolísavých teplot a tlaků na vytvrzené epoxy-akrylátové hmoty. Podstatou vynálezu je Ί kompozice sestávající z 5 až 40 hmot. dílů akrylových esterů a 60 až 95 hmot. dílů středněmolekulárních epoxidů.Curable composition consisting of acrylates and medium molecular weight epoxy resin. The invention relates to the field of epoxy resins and can be used in the production and processing of epoxies. The problem of flexibilization is solved to increase the resistance of cured epoxy-acrylate materials to fluctuating temperatures and pressures. The essence of the invention is a composition consisting of 5 to 40 parts by weight of acrylic esters and 60 to 95 parts by weight of medium molecular weight epoxides.

Description

Vynález se týká tvrditelné kompozice na bázi středněmolekulárních epoxidů a esterů kyseliny akrylové.The present invention relates to a curable composition based on medium molecular epoxides and acrylic acid esters.

Hmoty vznikající vytvrzením směsí epoxidů s akryláty působením aminických tvrdidel, jsou vesměs tuhé a křehké. To se nevítaným způsobem projevuje malou odolností vůči vnitrnímu pnutí, tvorbou puklin a prasklin, zejména je-li výrobek vystaven působení rázů, střídavých teplot, tlaků a podobně. Tento problém se řeší plastifikací vnějšími změkčovadly, zejména estery kyseliny fialové, estery epoxidovaných mastných kyselin a podobně. Plastifikace není možno použít ve všech případech, zejména tam, kde by bylo nebezpečí vymývání plastifikátoru. Jiný způsob řešení tohoto problému není zatím znám.The materials resulting from the curing of mixtures of epoxides with acrylates by the action of amine hardeners are generally rigid and brittle. This has the unwelcome effect of low resistance to internal stresses, cracks and cracks, especially when the product is exposed to shocks, alternating temperatures, pressures and the like. This problem is solved by plasticizing with external plasticizers, in particular phthalic acid esters, epoxidized fatty acid esters and the like. Plasticization cannot be used in all cases, especially where there is a risk of plasticizer elution. Another way to solve this problem is not yet known.

Nyní bylo nalezeno, že známé nedostatky vytvrzených kompozic na bázi epoxidových pryskyřic a akrylátů lze odstranit nebo alespoň rozhodujícím způsobem potlačit, použitím kompozice podle vynálezu, sestávající z 5 až 40 hmotnostních dílů esterů kyseliny akrylové o molekulové hmotnosti 86 až 350, střední funkčností 1 až 3 a obsahu akrylových skupin 0,400 až 1,180 mol/100 g a 60 až 95 hmotnostních dílů středněmolekulárních epoxidových pryskyřic o střední molekulově hmotnosti 701 až 2000 a obsahu epoxidových skupin 0,095 až 0,290 mol/ /100 g.It has now been found that the known drawbacks of cured epoxy resin and acrylate compositions can be overcome or at least decisively suppressed by using a composition of the invention consisting of 5 to 40 parts by weight of acrylic acid esters of molecular weight 86 to 350 with a mean functionality of 1-3. and an acrylic content of 0.400 to 1.180 mol / 100 g and 60 to 95 parts by weight of medium molecular weight epoxy resins having an average molecular weight of 701 to 2000 and an epoxy content of 0.095 to 0.290 mol / 100 g.

Dle potřeby se kompozice stabilizuje proti nežádoucí polymeraci přídavkem 50 až 200 ppm hydrochinonu, naftochinonu atd. Používané středněmolekulární epoxidové pryskyřice se připravují známými způsoby alkalickou kondenzací epichlorhydrinu s dianem, při molekulárním poměru epichlorhydrin : dian 1,1 až 2,0.If desired, the composition is stabilized against undesired polymerization by the addition of 50 to 200 ppm hydroquinone, naphthoquinone, etc. The medium molecular epoxy resins used are prepared by known methods by alkaline condensation of epichlorohydrin with diane at a molecular epichlorohydrin: dian ratio of 1.1 to 2.0.

Z esterů kyseliny akrylové se používají estery s alifatickými, cykloalifatickými neKompozice bo aromatickými alkoholy o počtu atomů uhlíku C2 až Cio, majícími v molekule 1 až 3 alkoholické skupiny, s výhodou propyl·· akryláty, butylakryláty, amylakryláty, hexylakryláty, cyklohexylakryláty, methylcyklohexylakrylát, cyklohexandioldiakrylát, benzylakrylát, methylbenzylakrylát, ethylenglykoldiakrylát, diethylenglykoldiakrylát, butandioldiakrylát, trimethyloletandiakrylát, trimethylolpropantriakrylát a další.Among the esters of acrylic acid, esters with aliphatic, cycloaliphatic or aromatic alcohols having a carbon number of C2 to C10 having 1 to 3 alcohol groups in the molecule, preferably propyl acrylates, butyl acrylates, amylacrylates, hexylacrylates, cyclohexylacrylate, methylcyclohexyl acrylate, methyl acetate , benzyl acrylate, methyl benzyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, butanediol diacrylate, trimethylol ethanediacrylate, trimethylol propane triacrylate and others.

Kompozice dle vynálezu jsou kapalné a vytvrzují se známými polyaminickými tvrdidly, přičemž množství tvrdidla se pohybuje v mezích 100 až 130 % teorie, vztaženo na obsah epoxidových a akrylových skupin. Příklad 1 g středněmolekulární epoxidové pryskyřice o steřdní molekulové hmotnosti 704 a obsahu epoxidových skupin 0,283 mol/100 gramů se vyhřeje na 100 až 105 °C a za míchání mísí s 5 g isopropylakrylátu, směs se ochladí na teplotu místnosti a stabilizuje se 100 ppm naftochinonu. Kompozice má viskozitu 25 640 mPa . s/25 °C, obsahuje 0,269 mol/ /100 g epoxidových skupin a 0,0438 akrylových skupin.The compositions according to the invention are liquid and cure with known polyamine hardeners, the amount of hardener being in the range of 100 to 130% of theory, based on the content of epoxy and acrylic groups. EXAMPLE 1 1 g of an average molecular weight epoxy 704 having an epoxide content of 0.283 mol / 100 g is heated to 100-105 ° C and mixed with 5 g of isopropyl acrylate with stirring, cooled to room temperature and stabilized with 100 ppm of naphthoquinone. The composition has a viscosity of 25,640 mPa. s (25 ° C) contains 0.269 mol / 100 g epoxy groups and 0.0438 acrylic groups.

Pro srovnání efektu flexibilizace se připraví známá kompozice o složení g nízkomolekulárnl epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 370 a obsahu ep. skupin 0,541 mol/100 g g isopropylakrylátu.To compare the flexibility effect, a known composition of low molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 370 and an ep content is prepared. of 0.541 mol / 100 g g of isopropyl acrylate.

100 g každé kompozice se mísí s 10 g100 g of each composition is mixed with 10 g

20% roztoku BF3 v tetrahydrofuranu a při teplotě 3 až 5 °C se nechá proběhnout vytvrzení. Parametry vytvrzených hmot jsou uvedeny v tabulce.A 20% solution of BF 3 in tetrahydrofuran at a temperature of 3-5 ° C is allowed to cure. Parameters of cured materials are given in the table.

Parametry vytvrzené hmoty pevnost -v tahu tažnost (%) rázová houževnatost (MPa) (kj/m²j dle vynálezu 28,3 známá 31,1Parameters of cured mass Tensile strength Elongation (%) Impact toughness (MPa) (kj / m ² j according to the invention 28.3 known 31.1

7,3 25,87.3 25.8

1,8 11,31,8 11,3

Příklad 2 g středněmolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 1990 a obsahu epoxidových skupin 0,0985 mol/ /100 g se vyhřeje na 130 °C a za míchání se mísí s 30 g benzylakrylátu a 10 g ethylenglykoldiakrylátu. Směs se homogenizuje, ochladí na teplotu místnosti a stabilizuje 60 ppm hydrochinonu. Kompozice má viskozitu 8325 mPa. s/25 °C, obsahuje 0,0591 mol/ /100 g epoxidových skupin a 0,3023 mol/100 gramů akrylových skupin.EXAMPLE 2 g of a medium molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 1990 and an epoxy group content of 0.0985 mol / 100 g is heated to 130 DEG C. and mixed with 30 g of benzyl acrylate and 10 g of ethylene glycol diacrylate under stirring. The mixture was homogenized, cooled to room temperature and stabilized with 60 ppm hydroquinone. The composition has a viscosity of 8325 mPa. s (25 ° C) contains 0.0591 mol / 100 g epoxy groups and 0.3023 mol / 100 grams acrylic groups.

Pro srovnání se připraví známá kompozice o složení:For comparison, a known composition is prepared comprising:

g nízkomolekulárnl epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 354 a obsahu ep. skupin 0,566 mol/100 g, g benzylakrylátu, g ethylenglykoldiakrylátu.g of low molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 354 and an ep content. of 0.566 mol / 100 g, g of benzyl acrylate, g of ethylene glycol diacrylate.

100 g každé kompozice se mísí se 4,5 g komplexu BF3. C2H5NH2 a vytvrzují se 2 hodiny při 80 °C, 10 hodin při 120 °C a 0,5 hodiny při 150 °C. Parametry vytvrzených hmot jsou uvedeny v tabulce.100 g of each composition is mixed with 4.5 g of BF3 complex. C2H5NH2 and cured for 2 hours at 80 ° C, 10 hours at 120 ° C and 0.5 hours at 150 ° C. Parameters of cured materials are given in the table.

KompoziceComposition

Parametry vytvrzené hmoty pevnost v tahu tažnost (%) rázová houževnatost (MPa) (kj/m²) dle vynálezu známáParameters of cured material Tensile strength Elongation (%) Impact toughness (MPa) (kj / m ² )

31,131.1

25,525.5

11,211.2

2,12.1

34,934.9

15,815.8

Příklad 3 g středněmolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotností 911 a obsahu epoxidových skupin 0,211 mol/100 gramů, se vyhřeje na 100 až 105 °C a za míchání mísí s 25 g n-butylakrylátu a 150 ppm di-p-terc.butylpyrokatechinu. Směs se homogenizuje a chladí na teplotu místnosti. Kompozice má viskozitu 7650 mPa . s/25 °C, obsahuje 0,158 mol/100 g epoxidových skupin a 0,195 mol/100 g akrylových skupin.Example 3 g of a medium molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 911 and an epoxy group content of 0.211 mol / 100 grams is heated to 100-105 ° C and mixed with 25 g of n-butyl acrylate and 150 ppm of di-p-tert-butylpyrocatechin. The mixture is homogenized and cooled to room temperature. The composition has a viscosity of 7650 mPa. at 25 ° C, contains 0.158 mol / 100 g epoxy groups and 0.195 mol / 100 g acrylic groups.

Pro srovnání se připraví známá kompozice o složení g nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic o střední molekulové hmotnosti 385 a obsahu ep. skupin 0,520 mol/100 g g n-butylakrylátu.For comparison, a known composition of g low molecular weight epoxy resins having an average molecular weight of 385 and an ep content is prepared. 0.520 mol / 100 g g of n-butyl acrylate.

100 g každé kompozice se mísí se 0,7 g tris-(dimethylaminoethyl) fenolu 2g tecli nického p-terc.butylhydroperoxidu a 1 g acetylacetonátu kobaltu. Směsi se vytvrzují 1 hodinu při 50 °C, 4 hodiny při 90 °C a 4 hodiny při 130 °C. Parametry vytvrzených hmot jsou v tabulce.100 g of each composition are mixed with 0.7 g of tris- (dimethylaminoethyl) phenol, 2 g of technical p-tert-butyl hydroperoxide and 1 g of cobalt acetylacetonate. The mixtures were cured for 1 hour at 50 ° C, 4 hours at 90 ° C and 4 hours at 130 ° C. Parameters of cured materials are in the table.

KompoziceComposition

Parametry vytvrzených hmot pevnost v tahu tažnost (%) rázová houževnatost (MPa) (kj/m²j dle vynálezu známáParameters of cured materials Tensile strength Elongation (%) Impact toughness (MPa) (kj / m ² j according to the invention known

33,533.5

34,134.1

17,217.2

5,35.3

44,744.7

15,915.9

Příklad 4 g středněmolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 704 a obsahu epoxidových skupin 0,283 mol/100 gramů se vyhřeje na 80 až 85 °C a za míchání mísí s 25 g trimethylolpropantriakrylátu a 100 ppm hydrochinonu. Směs se homogenizuje a chladí na teplotu místnosti. Kompozice má viskozitu 5430 mPa . s/25 C obsahuje 0,212 mol/100 g epoxidových skupin a 0,253 mol/100 g akrylových skupin.EXAMPLE 4 g of a 704 average molecular weight epoxy resin having an epoxide content of 0.283 mol / 100 grams is heated to 80-85 [deg.] C. and mixed with 25 g of trimethylolpropane triacrylate and 100 ppm of hydroquinone with stirring. The mixture is homogenized and cooled to room temperature. The composition has a viscosity of 5430 mPa. s / 25 C contains 0.212 mol / 100 g epoxy groups and 0.253 mol / 100 g acrylic groups.

Pro srovnání se připraví známá kompozice o složení g nizkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 385 a obsahu ep. skupin 0,520 mol/100 g, g trimethylolpropantriakrylátu.For comparison, a known composition of low molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 385 and an ep content is prepared. of 0.520 mol / 100 g, g of trimethylol propane triacrylate.

100 g každé kompozice se mísí s 15 g100 g of each composition is mixed with 15 g

50% roztoku chelátu, kyselina salicylová-kyselina boritá (2:1) v polypropylenglykolu a provede se vytvrzení 4 hodiny při 80 °C, 4 hodiny při 120 °C a 4 hodiny při 150 stupňů Celsia. Parametry vytvrzené hmoty uvádí tabulka.50% solution of the chelate, salicylic-boric acid (2: 1) in polypropylene glycol and cured for 4 hours at 80 ° C, 4 hours at 120 ° C and 4 hours at 150 degrees Celsius. The parameters of the cured mass are given in the table.

KompoziceComposition

22,822.8

25,125.1

8,98.9

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

The curable composition comprises 5 to 40 parts by weight of acrylic acid esters having a molecular weight of 86 to 350, a mean functionality of 1 to 3 and an acrylic content of 0.400 to 1.180 mol / 100 g and 60 to 95 parts by weight of a medium molecular epoxy resin of medium having a molecular weight of 701 to 2000 and an epoxy group content of 0.095 to 0.290 mol / 100 g.