CS245665B1 - Modifikovaná polyadiční neijo iontová tvrdidla vhodná pro vytvrzování epoxidových pryskyřic - Google Patents

Abstract

Polyadiční nebo iontová tvrdidla běžného typu jako modifikátor obsahují kumaroniadenové pryskyřice s teplotou mSknutí až 150 C.

Description

Vynález ae týká modifikovaných polyadičních nebo Iontových tvrdidel vhodných pro vytvrzování epoxidových pryskyřic aplikovaných jako licí a polávaeí hmoty, tmely, lepidle, nátěrové hmoty, lamináty apod.

V současné době je všeobecně snámo, že se epoxidové pryskyřice vytvrzují běžnými typy tvrdidel, zejména alifatickými, cykloalifatiokými, aromatickými aminy, dlkyandlamlden, terciálními aminy apod., která se k pryskyřicím přidávají v relativně nízkém poměru. Tak např. ze skupiny polyalkylenpolyaminů se diethylentriamln přidává ka středněmolekulárním epoxidovým pryskyřicím dlaňového typu v poměru 4 až 5 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů pryskyřice. V případě nízkomolekulárníah epoxidových pryskyřic dlaňového typu ae přidává na 100 jejich hmotnostních dílů 12 hmotnostních dílů diethylentriamlnu. Vzhledem k takto nízkému poměru vzájemného mizeni jednotlivých složek v běžné praxi není zajištěno odpovídající množství vhodného tvrdidla potřebného pro vytvrzení pryskyřice s maximálním výtěžkem konečného proč duktu. Tak např. odchylka při dávkování ve výěi 1 hmot. dílu tvrdidla pro střadnšmolekulárnl epoxidové pryskyřice činí již 25* odchylku od správného poměru potřebného pro vytvrzování, což představuje nakonec pouze 75* konverzi. Obdobně je tomu 1 v případech použití dalších typů tvrdidel. Takto vytvrzené epoxidové pryskyřice se vyznačují nižSÍ odolností vůči vodě, což v podstatné míře ovlivňuje jejich použitelnost v prostředích se značnou vlhkostí, která se jeStš více snižuje při aplikacích v kombinaci vlhka a vySSích teplot.

Rovněž jednou z nevýhod je přlliě vyaoká viskozita epoxidových systémů, která způsobuje potíže při jejich aplikacích. Tak např. je tomu u injektážních pryskyřic, kdy je nutno používat pomocných reaktivních rozpouštědel, které mají jednak velmi nepříznivé fyziologické účinky a jednak v podstatné míře ovlivňují tvarovou atáloat konečných výrobků sa tepla.

VýSe uvedené nedostatky odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jaou modifikovaná polyadiční nebo iontová tvrdidla vhodná pro vytvrzování epoxidových pryskyřic. Podstata uvedeného vynálezu spočívá v tom, že na 100 hmot. dílů tvrdidla běžného typu obsahují jako modifikátor 2 až 100 hmot. dílů kumaronindenové pryskyřice s teplotou měknutí až 150 °C.

Předností tohoto vynálezu jsou především zlepěené mechanické a fyzikální vlastnosti vytvrzených produktů, jako např. vySSi rázová houževnatost odlitků, zlepSené pevnost v odlupování, dobré odolnost vůči vodě a povětrnostním vlivům. Tak např. přídavek 5 až 10 * hmot. kumaronindenové pryskyřice k nízkomolekulámí pryskyřici dlaňového typu, vytvrzené diethylentriaminem, zvýší rázovou houževnatost odlitku o 15 *. Rovněž tak podstatný vliv na povrřchové napětí kompozic má přídavek kumaronindenových pryskyřic, což aa odrazí ve zvýšená pevnosti v odlupováni. Tak např. u lepidla formulovaného se etředněmolakulární epoxidové pryskyřice s dibutylmaleinátem nebo dibutylftalátem, tvrzeného aduktem diethylentriamlnu a nízkomolekulámí epoxidové pryskyřice, se přídavkem 1 až 5 * hmotových kapalné kumaronindenové pryskyřice zvýěí pevnost v odlupováni o 15 až 30 *. Vzhledem k. tomu, že niskomolekulémí epoxidová pryskyřice, tedy pryskyřice s nejnižSí visko žitou, má viskozitu desetkrát vySěí než samotné kumaronindenové pryskyřice, dojde přídavkem kumaronindenové pryskyřice ke snížení viskozity celé kompozice. V případě odolnosti vůči vodě lze u epoxidových vytvrzených kompozic obsahujících kumaronindenovou pryskyřici snížit nasákavost ve vodě studené i teplé o 15 až 20 * vzhledem ke kompozicím bez kumaronindenové pryskyřice. Odolnost vůči povětrnostním vlivům se snižuje především přídavkea pevné kumaronindenové pryskyřice. Vzhledem k tomu, že kumaronindenové pryskyřice je aísitelná a snášenlivá e běžnými tvrdidly epoxidových pryskyřic, je možné ji dodávat s tvrdidlem, čímž se zvýší množství' tvrdící složky přidávané k pryskyřici.

Jako tvrdidla, která jsou modifikovaná kumaronindenovými pryskyřicemi, se používají běžně známé typy vhodné pro vytvrzování epoxidových pryskyřic. Jsou to tvrdidla adiční, např. aminy, anhydridy polykarboxylových kyselin ppod., a iontová, jako např. komplexy fluoridu boritého, terciilní aminy apod. Z alifatických aminů se používej! např. dlethylentriamin, triethylentstramin, dipropylentriamin apod., dála pak xylylendlaminy. Z cykloalifatických aminů je to např. cyklohexylaminopropylamin, déle se používá dikyendlamid a jeho deri3 váty, biguanidy. Z aromatických aminů nacházejí uplatnění např. 4,4*-diaminodlfenylsulfon, 4,4'-dlaminodlfenylmethan apod. Z dalSích typů se používají produkty připravené z různých aminů, jako např. adukty s epoxidovými sloučeninami, alkylenoxidem, akrylonitrilem, dimerizovanými mastnými kyselinami a kondenzáty s fenoly a aldehydy. Z anhydridů polykarboxylových kyselinyae uplatňuje především ítalanhydrid, tetrahydroftalanhydrid, hexahydroftalanhydrid, methylhexahydroftalanhydrid, dále pak dianhydridy odvozená od kyseliny pyromellitová a benzofenontetrakarboxylová.

Jako kumaronindenová pryskyřice se používají směsi polymerů indenu a kumaronu nebo jejich homologů, získaná polymeracl výěevroucích benzenových frakcí a oddeetilováním nezpolymerovaných podílů. Jsou to v podstatě kapalná až pevná látky s teplotou měknutí až 150 °C. Jejich hustota se pohybuje v rozmezí 1 050 až 1 200 kg.aT^, přičemž obsah vody je do 1,3 % hmotových, obsah popela až 0,8 % hmotových a číslo kyselosti je do 2 mg KOH/g. Pro řadu aplikací, jako např. lepidla, tmely, licí hmoty, pojivá pro sklem ztužené plasty apod., jsou z důvodů příznivějěích rhealogických vlastností používány kapalné kumaronindenová pryskyřice Pokud ee používají kumaronindenové pryskyřice v pevném stavu, osvědčuje se zejména zvýšená odolnost vůči vodě a povětrnostt. Využívají se pro formulaci práškových nátěrových hmot, lisovacích hmot, Jepidel tvrditelných ve formě prášku, kusů nebo fólií. Předmět vynálezu je dále doložen příklady provedení.

Příklad 1

100 hmot. dílů aduktu diethylentriaminu a epoxidová pryskyřice dlaňového typu o molekulová hmotnosti 400 připraveného ve hmot. poměru 1:1a aminovém čísle 760 se smlsl se 100 hmot. díly kapalná kumaronindenová pryskyřice s destilačním podílem při 230 až 260 °C do 20 *. Takto připravená tvrdidlo ee přidává k nízkomolekulární epoxidová pryskyřici dlaňového typu o molekulová hmotnosti 400 ve hmot. poměru 50 : 100. Doba zpracovatelnosti je při 20 °C 110 minut, k vytvrzení dojde za 24 h. Vytvrzená pryskyřice má dobrá mechanická vlastnosti, zejména rázovou houževnatost <5 kJ.m^-2. Adukt dlehtylentrlaalnu a epoxidová pryskyřice použitý jako tvrdidlo má viskozitu 12 000 mPa.s při 20 °C. Přídavkem kapalná kumaronindenová pryskyřice se sníží viskozita na 4 000 mPa.s při 20 °C.

Přiklad 2

100 hmot.dílů kondenzačního produktu triethylentetramínu, formaldehydu a fenolu připravených v molárním poměru složek 1 : 1 : 1 se smísí s 30 hmot. díly kapalná kumaronindenové pryskyřice o viskozitě 3,2 Pa.s a s číslem kyselosti 0,1 mg KOH/g a obsahující ,8 % hmot. podílu těkajícího do 260 °C. Takto připravené tvrdidlo má aminové číslo 600. Použije se k vy tvrzení epoxidové pryskyřice dlaňového typu o molekulové hmotnosti 500 β obsahem 20 % dibutylmaleinátu. Na 100 hmot. dílů této epoxidové kompozice se přidá 35 hmot. dílů tvrdidla.

Kompozice je vhodná i pro aplikaci na vlhkých podkladech. Vytvrzená oryskyřice má dobré •2 mechanické vlastnosti, výbornou odolnost vůči vodě. Rázová houževnatost je 18 kJ.m oproti kJ.m epoxidová pryskyřice bez přídavku kumaronindenové pryskyřice.

*

Příklad 3

Ke 100 hmot. dílům novolakové pryskyřice kresolového typu (tříjaderný novolak s obsahem do 1 % hmotového kreaolu) se přidají 2 hmot. díly kumaronindenové pryskyřice o teplotě měknutí 105 °C a 3 hmot. díly komplexu Xluoridu boritého a monoethylaminem, směs se zahřeje na 100 °C a dobře promíchá. Po vychladnuti se použije takto připravené tvrdidlo k vytvrzení epoxidové pryskyřice dianováho typu o molekulové hmotnosti 900. Obě složky se pomelou a smísí v práškové formě ve hmot. poměru složek 50 : 100. Roba želatinace při ,50 °C je až 20 minut a k vytvrzení dojde za 5 až 7 hodin při téže teplotě. Tato kompozice je vhodná k lepeni a tmelení. Spoj provedený na slitině AlCu4Mg1 plátovaná má pevnost ve smyku podle ČSN 668510 35 MPa a pevnost v odlupování 2 N.ram”'.

Příklad 4

Ke 100 hmot. dílům tetrahydroftalanhydrldu se přidá 10 hmot. dílů kumaronindenové pryskyřice o bodu měknutí 80 °C. Takto připravené tvrdidlo se použije k vytvrzenl epoxidové prys· kyřice dlaňového typu o molekulové hmotnosti 900. Kompozice se používá k odlévání při zvýšených teplotách nad 100 °C. Při 100 °C je doba vytvrzení 24 až 40 hodin. Aplikuje se především v elektrotechnice. Vytvrzená epoxidvová pryskyřice má zlepšenou odolnost vůči teplé i studené vodě. Hmotnostní přírůstky jsou o 15 až 20 % hmot. nižší než u kompozic bez přídavku kumaronindenové pryskyřice.

Příklad 5

100 hmot. dílů dikyandiamldu se smísí při 100 °C se 30 hmot. díly kapalné kumaronindenové pryskyřice (s destilačním podílem při 230 až 260 °C do 20 %). Tavenina se použije k vytvrzení epoxidové pryskyřice dienového typu o molekulové hmotnosti 900 v množství 5 hmot dílů tvrdidla na 100 hmot. dílů pryskyřice. K vytvrzení dojde za 40 minut při teplotě 150 °C Používá se jako lepidlo. Pevnost ve smyku podle normy flSN 668510 je 3,4 MPa a pevnost v odlu pování je 3,5 N.mm . Má zároveň výbornou pevnost v ohybu rázem, které je velmi dobrá i při nízkých teplotách ( -75 °C až -85 °C) a je 20 kJ.m^-2.

Claims (1)

1. Modifikovaná polyadiční nebo iontová tvrdidla vhodná pro vytvrzování epoxidových pryskyřic, vyznačující se tím, že na 100 hmotových dílů tvrdidla běžného typu obsahují jako o

   modifikátor 2 až 100 hmotových dílů kumaronindenové pryskyřice s teplotou měknutí až 150 C