CS227274B1

CS227274B1 - Tough material

Info

Publication number: CS227274B1
Application number: CS729482A
Authority: CS
Inventors: Ivo Ing Wiesner
Original assignee: Wiesner Ivo
Priority date: 1982-10-13
Filing date: 1982-10-13
Publication date: 1984-04-16

Description

Vynález se týká houževnaté hmoty připravitelné vytvrzením nízkoraolekulárních epoxidových pryskyřic směsnými aminoamidovými pryskyřicemi.The invention relates to a tough material obtainable by curing of low molecular weight epoxy resins with mixed aminoamide resins.

Při vytvrzování epoxidových pryskyřic se běžně používají aminoamidové a polyaminoamidové pryskyřice, připravované kondenzací alifatických polyaminu a monomérními mastnými kyselinami. Vytvrzené hmoty mají zlepšenou flexibilitu a lépe odolávají nárazům, vibracím i působení střídavých teplot. Nedostatkem těchto známých hmot je, že s rostoucí flexibilitou klesá i jejich houževnatost, projevující se především poklesem pevnosti v tahu a rázové houževnatosti. Pro přípravu známých hmot se používají aminoamidové pryskyřice připravované z technických čistých polyaminů, zejména dtethylentriaminu, triethylentetraminu, dipropylentriaminu a tripropylentetraminu. U hmot, vznikajících vytvrzením nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic známými aminoamidovými pryskyřicemi, jsou dosahovány pevnosti v tahu na úrovni 15—25 MPa, při tažnosti nejvýše 8 °/o a rázové houževnatosti menší jak 25 kj/m². Vyšší stupeň houževnatosti při dostatečné flexibilitě je nutno řešit speciálními modifikacemi nebo aminoamidovými pryskyřicemi na bázi speciálních polyaminů, jako je mentandiamin, izoforondiamin, diaminocyklohexan a podobně.In the curing of epoxy resins, aminoamide and polyaminoamide resins prepared by condensation of aliphatic polyamines and monomeric fatty acids are commonly used. Cured materials have improved flexibility and are more resistant to shocks, vibrations and alternating temperatures. A disadvantage of these known materials is that with increasing flexibility their toughness decreases, manifested mainly by a decrease in tensile strength and impact toughness. Aminoamide resins prepared from technical pure polyamines, in particular diethylenetriamine, triethylenetetramine, dipropylenetriamine and tripropylenetetramine, are used to prepare known compositions. Tensile strengths of 15-25 MPa, with a ductility of not more than 8% and an impact strength of less than 25 kj / m ² , are achieved with materials resulting from the curing of low molecular weight epoxy resins by known aminoamide resins. A higher degree of toughness with sufficient flexibility has to be solved by special modifications or aminoamide resins based on special polyamines such as menthanediamine, isophorone diamine, diaminocyclohexane and the like.

Nyní jsme nalezli, že lze připravit houževnaté hmoty o vyhovující flxibilitě, jestliže se nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 340—410 a obsahu epoxidových skupin 0,485—0,587 mol/100 g ponechají vytvrdit aminoamidovými pryskyřicemi o aminovém čísle 400 až 550 mg KOH/g a vodíkovém ekvivalentu 75 až 140 získanými kondenzací mastných kyselin rostlinných nebo živočišných olejů s vysokovroucími frakcemi nebo destilačními zbytky z výroby alifatických polyaminů. Obvykle se na 100 hmotnostních dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice používá 30 až 100 hmotnostních dílů aminoamidové pryskyřice, přičemž vytvrzování se provádí obvykle při 15—30 °C. Při přípravě aminoamidových pryskyřic se obvykle používají mastné kyseliny rostlinných nebo živočišných olejů, s výhodou mastné kyseliny sojového, talového, slunečnicového, světlicového, sardinkového, makového, řepkového, lněného oleje a podobně. Místo definovaných polyaminů se používají vysokovroucí frakce nebo destilační zbytky, odpadající při výrobě polyaminů. Tyto frakce jsou tvořeny větším počtem polyaminických látek, z nich část se nepodařilo dosud identifikovat. Největší podíl v těchto frakcích mají trietylentatramin, tripropylentetrymin, tetraetylenpentamin, tetrapropylenpentamin a vyšší polyalkylenpolyaminy. Pro tyto frakce obvykle není dnes účelné použití a používají se například k neutralizaci kyselých odpadních vod, nebo se spalují. Na závadu jejich použití v jiných oborech techniky je kolísavé a špatně definované složení. Aminoamidové pryskyřice se připravují známými způsoby kondenzací v přítomnosti Inertních rozpouštědel nebo v tavenině. Vytvrzování nizkoinolekulárnich epoxidových pryskyřic se provádí obvykle při 10—60 °C, ale v přítomnosti urychlovačů tvrzení, lze tvrzení provádět i při teplotách kolem bodu mrazu.We have now found that toughnesses of satisfactory flexibility can be prepared by allowing low molecular weight epoxy resins having a mean molecular weight of 340-410 and an epoxy group content of 0.485-0.587 mol / 100 g to be cured with aminoamide resins having an amine number of 400-550 mg KOH / g. hydrogen equivalent of 75 to 140 obtained by condensation of fatty acids of vegetable or animal oils with high-boiling fractions or distillation residues from the production of aliphatic polyamines. Typically, 30 to 100 parts by weight of the aminoamide resin are used per 100 parts by weight of the low molecular weight epoxy resin, and curing is usually carried out at 15-30 ° C. Typically, fatty acids of vegetable or animal oils, preferably soybean, tall, sunflower, safflower, sardine, poppy, rapeseed, linseed, and the like fatty acids are used in the preparation of aminoamide resins. Instead of the defined polyamines, high-boiling fractions or distillation residues which are used in the production of polyamines are used. These fractions consist of a number of polyamine substances, some of which have not yet been identified. Triethylenetatramine, tripropylenetetramine, tetraethylenepentamine, tetrapropylenepentamine and higher polyalkylenepolyamines have the largest fraction in these fractions. Usually, these fractions are not suitable for use today and are used, for example, to neutralize acid wastewater or are incinerated. Their use in other fields of technology has been compromised by varying and poorly defined compositions. Aminoamide resins are prepared by known methods of condensation in the presence of inert solvents or in the melt. The curing of the low-molecular-weight epoxy resins is usually carried out at 10-60 ° C, but in the presence of curing accelerators, curing can also be carried out at temperatures around the freezing point.

Efekt vynálezu spočívá zejména v tom, že umožňuje připravit velmi kvalitní hmotu ze surovin dosud obtížně nalézajících uplatnění. Houževnatá hmota podle vynálezu má pevnost v tahu obvykle vyšší jak 25 MPa, tažnost nejméně 9% a rázovou houževnatost vyšší jak 29 kj/m².In particular, the effect of the invention is that it makes it possible to prepare high-quality material from raw materials which are difficult to find. The toughening material according to the invention has a tensile strength usually greater than 25 MPa, an elongation at least 9% and an impact strength greater than 29 kj / m ² .

Příklad 1Example 1

Z destilačního zbytku, pocházejícího z aminolýzy technické frakce dichloretanu-dichlorpropanu, o složení:From the distillation residue derived from aminolysis of the technical fraction of dichloroethane-dichloropropane, of the composition:

tetraetylenpontamin tetraethylenepontamine 21,3 21.3 % % trietylentetramin triethylenetetramine 32,2 32.2 % % tetrapropylenpentamin tetrapropylenpentamine 12,9 12.9 % % tripropylentetramin tripropylenetetramine 24,3 24.3 % % dalších 6 látek celkem 6 other substances in total 9,3 9.3 % %

se kondenzuje s talovými mastnými kyselinami (číslo kyselosti 192,1 mg KOH/g) v tavenině, při teplotě 170 až 205 °C. Získá se aminoamidová pryskyřice o aminovém čísle 507,4 mg KOH/g a H-ekvivalentu 88,5. 100 g nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 342, obsahující 0,585 ml/100 g epoxidových skupin, se mísí s různým množstvím připravované aminoamidové pryskyřice a nechá se proběhnou tvrzení při pokojové teplotě. Vytvrzená hmota má tyto parametry:is condensed with tall fatty acids (acid number 192.1 mg KOH / g) in the melt, at a temperature of 170 to 205 ° C. This gave an aminoamide resin having an amine number of 507.4 mg KOH / g and an H equivalent of 88.5. 100 g of 342 low molecular weight epoxy resin containing 0.585 ml / 100 g of epoxy groups is mixed with varying amounts of aminoamide resin to be prepared and allowed to cure at room temperature. Cured mass has the following parameters:

Množství aminoamidu (g) Amount aminoamide (G) pevnost v (MPa) strength in (MPa) 35 35 33,3 33.3 52 52 58,7 58.7 60 60 52,1 52.1 80 80 23,2 23.2 Příklad 2 Example 2

Závěrečný destilační řez, z aminolýzy technického dichloretanu, o složeníFinal distillation section, from aminolysis of technical dichloroethane, of composition

Parametry vytvrzené hmotyParameters of cured mass

tažnost ductility rázová houževnatost impact toughness (%) (%) (kj/m²)(kj / m ² ) 10 10 29,1 29.1 11 11 34,7 34.7 13 13 57,3 57.3 19 19 Dec 105,8 105.8

Příklad 3Example 3

Destilační zbytek z aminolýzy technického dichloretanu o složení:Distillation residue from aminolysis of technical dichloroethane of the following composition:

tetraetylenpentamin 14,9 % trietylentetramin 18,4 % dietylentriamin 27,3 % tetraporpylenpentamin 14,8 % tripropylentetramin 17,2 % a dalších 5 látek celkem 7,4 % se kondenzuje s mastnými kyselinami sojového oleje (číslo kyselosti 199,7 mg KOH/g). Připravená aminoamidová pryskyřice má aminové číslo 405 mg KOH/g a H-ekvivalent 138,5. 100 g nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 400 a obsahu epoxidových skupin 0,498 anol/ /100 g, se mísí se 70 g aminoamidové pryskyřice a nechá se proběhnout tvrzení při teplotě 25 až 27 °C, po dobu 5 dnů. Vytvrzená hmota má pevnost v tahu 40,8 MPa, tažnosttetraethylenepentamine 14.9% triethylenetetramine 18.4% diethylenetriamine 27.3% tetraporpylenepentamine 14.8% tripropylenetetramine 17.2% and a further 5 total of 7.4% condensed with soybean oil fatty acids (acid number 199.7 mg KOH / G). The prepared aminoamide resin had an amine number of 405 mg KOH / g and an H-equivalent of 138.5. 100 g of a low molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 400 and an epoxy group content of 0.498 anol / 100 g is mixed with 70 g of the aminoamide resin and allowed to cure at 25-27 ° C for 5 days. The cured mass has a tensile strength of 40.8 MPa, ductility

9,1 % a rázovou houževnatost 31,8 kj/m².9.1% and impact strength 31.8 kj / m ² .

pentaetylenhexamin 3,3 % tetraetylenpentamin 20,1 % trietylentetramin 27,6 % pentapropylenhexamin 3,1 % tetrapropylenpentamin 16,4 % tripropylentetramin 18,2 % dalších 8 látek celkem 11,3 % se kondenzuje s mastnými kyselinami slunečnicového oleje (číslo kyselosti 197,0 mg KOH/g j. Získaná aminoamidová pryskyřice má aminové číslo 548 mg KOH/g a H-ekvivalent 81,9. 80 g nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 400 a obsahu epoxidových skupin 0,498 mol/ /100 g, se mísí s 20 g bis-(glycidyléteru j-1,8-oktandiolu a směs o obsahu 0,536 mol/ 100 g epoxidových skupin se vytvrzuje 44 g připraveného aminoamidové pryskyřice. Vytvrzená hmota má pevnost v tahu 41,0 MPa, tažnost 15,4 % a rázovou houževnatost 88,9 kj/m².pentaetylenhexamine 3.3% tetraethylenepentamine 20.1% triethylenetetramine 27.6% pentapropylenhexamine 3.1% tetrapropylenepentamine 16.4% tripropylenetetramine 18.2% additional 8 substances total 11.3% condensed with sunflower oil fatty acids (acid number 197, 0 mg KOH / g. The obtained aminoamide resin has an amine number of 548 mg KOH / g and an H-equivalent of 81.9. 80 g of a low molecular weight epoxy resin having an average molecular weight of 400 and an epoxy group content of 0.498 mol / 100 g is mixed with 20. g of bis- (glycidyl ether) -1,8-octanediol and a mixture of 0.536 mol / 100 g of epoxy groups are cured with 44 g of the prepared aminoamide resin. 88.9 kJ / m ² .

Claims

Tough mass, obtainable by curing a mixture of 100 weight parts of low molecular weight epoxy resin of medium molecular weight. 340 to 410 and an epoxy group content of 0.485 to 0.587 mol / 100 g, with 30 to 100 parts by weight of an aminoamide resin

OF THE INVENTION having an amine number of 400 to 500 mg KOH / g and an H-equivalent of 75 to 140, obtainable by condensation of fatty acids of vegetable or animal oils with high-boiling fractions or distillation residues from the production of polyalkylene polyamines.