CS253021B1 - Hmota pro části strojů pro keramický průmysl - Google Patents

Abstract

Řešení se týká hmoty pro části strojů pro keramický průmysl. Účelem je zlepšit bezpečnostně-zdravotní podmínky při výrobš části strojů pro keramický průmysl z epoxidů, zlepšit skladovatelnost a repřodukovatelnost získávaných částí strojů a vytvořit předpoklady, pro příznivější mísící poměr epoxidu a tvrdidla. Účelu bylo dosaženo hmotou pró části strojů pro keramický průmysl a pro podobné stroje v jiných průmyslových odvětvích připravítelnou při teplotě 1Ci až 60's výhodou 15 až 25 C reakcí hmotnostně a) 100 dílů epoxidové pryskyřice 8 9 až 250 díly tvrdidla nebo b) 100 dílů kapalného epoxidového elastomeru s 3 až 150 díly tvrdidla nebo c) 10.0 dílů epoxidové pryskyřice a 20 až 200 dílů kapalného epoxidového elastomeru s 9 až 180 díly tvrdidla, přičemž epoxidová pryskyřice je dianovéhc typu a má střední molekulovou hmotnost 350 až 500, kapalný epoxidový elastomer má střední molekulovou hmotnost 550 až 2000 a tvrdidlo je typu alifatického aminu, jehož funkcionalita je snížena reakcí s alifatickými glycedilétery na hodnotu minimálně 2,2, a výhodou 3,5 až 4,5.

Description

Vynález se týká hmot pro části strojů pro keramický průmysl a pro podobná stroje v,jiných průmyslových odvětvích.

Základním meteriálem pro výrobu keramických stroji jsou kovy. V některých případech je ale jejich povrchové tvrdost a nepoddajnost n& závadu. Některé keramická polotovary a výrobky potřebují jemnější dotyky, eby nedocházelo k jejich poškozování. Ukázalo se, že třeba u automatických brusek šálků je výhodnější mít unášecí hlavy z plastů či kaučuků. Začaly se prosazovat takové materiály, které dovolují svou nízkou výchozí viskozitou jejich odlévání. Epoxidové a polyesterové pryskyřice i silikony vykazují ale velká smrštění. Společným nedostatkem epoxidových i polyesterových pryslyřic je možnost deformace vlivem velkého množství reakčního teple, které se vyvíjí při tvrzení u větších kusů, tvrdost a křehkost. Nevýhodou práce s polyuretany je jejich značná citlivost vůči vlhkosti a toxicita některých jejich komponent.

Nedávno bylo zjištěno, že řadu potíží odstraní hmoty připravitelné vulkanizací kapalných epoxidových elastomerů ne bázi epoxiesteroýých, epoxipolyesterových, glyčidylových, glycidylesterových, glycidylpolyesterových nebo glycidylpolyuretanových předpolymerů při použití vulkanizátorů v množství 80 ež 200 % teorie, případně obsahující i plniva, pigmmenty e látky ovlivňující technologické a mechanické vlastnosti.

Získávané hmoty jsou houževnaté až pružné. Takové epoxidy lze získat různými postupy. Obvykle jde o vnitřní plastifikaci nízkomolekulárních epoxidových pryskyřic. Jako reaktivní modifikátory se dnes nejvíce používají alifatické glycidylétery a látky s dvojnou vazbou, jako jsou maleáty či akryláty. Některé velmi příznivé zpracovatelské vlastnosti těchto modifikátorů, jako je nspř. tekutost, plnitelnost a vynikající reaktivita, vedou ke stéle širšímu použití v řadě průmyslových oborů. Obvykle obsahují ještě řndu dalších látek např. urychlovače či zpomalovače tvrzení, látky regulující reoviskozní vlastnosti a pod.

Nepříjemnou nevýhodou, ohrožující zdraví pracovníků při výrobě i aplikaci těchto modif ikátorů je skutečnost, že alifatické glycidylétery jsou značně toxické. Při přímém kontaktu dochází k iritaci pokožky. Mohou vzniknout až vodneté puchýře, zejména tam, kde je kůže nemozolnstá a občas, zapařená. Jejich páry dráždí oči za vzniku zánětu spojivek i sliznice horních cest dýchacích. U citlivějších lidí mají tyto účinky kumulativní charakter. Také vdechové páry akrylátů poškozují sliznice dýchacích cest. Akutní otrava může končit smrtí pro porušení nervové tkáně, anitřní krvácení a patologická změny různých orgánů. Nebezpečnost akrylátů závisí na velikosti alkylu. Kapalné akryláty působí kožní záněty, zejména při dlouhodobém působeni, a záněty spojivek.

Delší nevýhodou je často nižší skladovatelnost modifikovaných epoxidových pryskyřic oproti nemodifikovaným epoxidovým pryskyřicím nebo modifikacím vnějším plastifikátorem. Dochází k nežádoucím reakcím, roste viskozita a zhoršuje se zpracovatelnost. Pokusy nahradit alifatické glycidylétery jinými glycidylovými sloučeninami (glycidylestery nižších dikarbonových kyselin, glycidylaminy, glycidylsulfidy i aromatické monoglycidylétery) neměly velký úspěch.

Řadu těchto problémů lze vyřešit pomocí houževnatých až pružných hmot na bázi epoxidů připravítelných při ,0 až 60, s výhodou 15 až 25 °C reakci hmotnostně

a) 100 dílů epoxidové pryskyřice s 9 až 250 díly tvrdidla nebo

b) 100 dílů kapalného epoxidového elastomerů s 3 až 150 díly tvrdidle nebo

c) 100 dílů epoxidové pryskyřice a 20 až 200 dílů kapalného epoxidového elastomerů s 9 až 180 díly tvrdidla, přičemž epoxidové pryskyřice je dlaňového typu a má střední molekulovou hmotnost 350 až 500, kapalný epoxidový elastomer má střední molekulovou hmotnost 550 až 2000 a jedná se o produkt na bázi epoxidových pryskyřic nebo sloučenin o střední molekulové hmotr--ti 170 až 500 a polymerních mastných kyselin nebo k.irboxylových oligomerů o -třed”' molekulové hmotnosti 500 až 4000; a tvrdidlo je typu alifatického aminu, jehož funkcionalita je snížena reakcí s alifatickými glycidylétery ne hodnotu minimálně 2 2 i výhodou 3,5 ai 4,5

Rychlost reakce lze ovlivnit běžnými urychlovači i retardéry tvrzení. Reaktivní kompozice může obsahovat také plniva, pigmenty a přísady regulující mechanické a technologické vlastnosti.

Výhodou řešení podle vynálezu je snížení kontaktu se zdraví škodlivými činidly při výrobě modifikátů a snížení až vyloučení kontaktu pracovníků při aplikací, zlepšení skladovatelnosti vynecháním či snížením reaktivních mbdifikečních činidel v epoxidech, zlepšení reprodukovatelnosti získávaných hmot snížením změn během skladování e možnost získat pružné hmoty pomocí tvrdidel, které lze získat energeticky méně náročnou a bezodpadovou technologii.

Pro uživatele reaktivních kompozic bývá většinou výhodnější hmotnostní mísící poměr epoxidové složky a tvrdidla co nejbližší 1:1. Použití tvrdidel s předem sníženou funkcionalitou toto formulování často umožňuje.

Vlastnosti získávaných hmot se dají ovlivnit volbou výchozích epoxidových pryskyřic, polyamidů, reaktivních modifikátorů, stupněm potlačení funkcionality, arifežslvím tvrdidla i případnou přítomností dalších plastifikátorů v pryskyřici. Změnou druhů a podílů plniv lze ovlivnit mechanické i elektrické vlastnosti (pevnost, otěr, povrchový odpor a j.) a zpracovatelnost (viskozita, tixotropie).

Používané epoxidové pryskyřice se připravují známými způsoby z bisfenolů A i F, hydrochinonu, rezorcinu a pod., většinou kondenzací s epichlorhydrinem v alkalickém prostředí. Mohou obsahovat vnitřní i vnější plastifikátory, pak se ale získají hmoty s nižší mechanickou pevností.

Kapalné epoxidové elastomery se připravují známými postupy z epoxidových pryskyřic i sloučenin o střední molekulové hmotnosti 170 až 500 reakcí s polymerními mastnými kyselinami nebo karboxylovými nízkomolekulárními polymery o střední molekulové hmotnosti 500 až 4000 a středním obsahu karboxylových stopin 1.,80 -až 2,07. Obvykle $e použíýá molární poměr epoxidové sloučeniny ku polymerní mastné kyselině nebo nízkomolekulárnímu kerbojíylovámu polymeru 1,9 až 5:1. Čapto obsahují reaktivní ředidla jako jeou alifetickétf epoxidové pryskyřice na bázi diolů.

Alifatická aminická tvrdidla s potlačenou funkcionalitou se získají známými reakcemi alifatických polyamidů s reaktivními vnitřními plastifikátory provedenými v chemických reaktorech. Molární poměr se obvykle volí tak, aby ve vzniklé sloučenině zůstaly nejméně

2,5 volných.aktovníoh vodíkových atomů pro reakci s epoxidovými skupinami. Podle stupně potlačení funkcionality se získají více či méně pružné hmoty. Podobná tvrdidla lze získat i ‘z jiných alifatických či cykloalifatických polyamidů. Je možno použít i směsi tvrdidel.

Protože se jedná o hmoty, připravitelné z různopočetných kombinací epoximateriélů a z alifatických polyamidů o různé funkcionalitě, nelze stanovit jednotný hmotnostní poměr užitých látek. Epoximateriály reagují svými epoxidovými skupinami s aktivními vodíky alifatických; polyamidů a proto lze vytvrzování charakterizovat poměrem aktivních vodíků kJepoxiiiové skupině. Při poměru 1:1 hpvoříme o 100 % teorie vůči přítomným epoxidovým skřípinám.

Hmoty podle vynálezu mají pružný až houževnatý charakter, který se projevuje tažností 10 až 90 % při mezi pevnosti v tahu 2 až 60 MPa. Vyznačují se výbornou odolností proti opotřebení i proti střídání teplot.

Je možná použít běžná plniva jako jsou grafit, mastek, křída, sádra, skelná moučka, infusoriová hlinka, mletý šamot, popílek, cement, amorfní oxýd křemičitý, silikagel, oxid hlinitý, kovové prachy, práškový polyvínylchlorid i jiné polymery a kopolymery, pigmenty jako je oxid zinečnatý a podobná.

Při tvrzení lze používat látky ovlivňující rychlost reakce látek ve směsi jako jsou fenolické sloučeniny, polyoly, thioly, ketony, kyseliny, cyklické étery a podobně. Někdy je vhodné použít i látky ovlivňující rozliv, povrchové napětí a tvorbu pěny.

Hmoty podle vynálezu nacházejí uplatnění u unášecích hlav, tarnizolů, u podélných o svislých transportérů, u podavačů, dorazů, překladačů a pod.

Příklad 1

Hmota pro tarnizoly byla připraven© vytvrzenim zhomogenizované směsi sestávající hmotnostně ze 100 dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 391 a o obsahu epoxidových skupin 0,512 mol/100 g, z 200 dílů kapalného epoxidového elostomeru o střední molekulové hmotnosti 838 © o obsahu epoxidových skupin 0,241 mol/lOOg a z 65 dílů dietylentrieminu se sníženou funkcionalitou na hodnotu 4 pomocí butylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,71 mol/100 g o ze 40 dílů mikromletého grafitu. Odlitky mají mez pevnosti v tahu 10 MPa, tažnost 42 % a povrchovou tvrdost 88 °Šhore A,

Příklad 2

Hmota pro unáěecí hlevy byla připrsvena vytvrzenim zhomogenizované směsi sestávající hmotnostně ze 100 dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 455 s o obsahu epoxidových skupin 0,44 mol/100 g, ze 43 dílů dibutylmeleétu s z 32 dílů (140 % teorie) dietylentrieminu se sníženou funkcionalitou n© hodnotu 4,5 pomocí hexylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,54 mol/100 g. Odlitky vykazují mez pevnosti v tahu 4,3 MPa © težnost 69 %.

Příklad 3

Hmota získané vytvrzenim směsi sestávající hmotnostně ze 100 dílů nízkomolekulární dianové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 388 a 41 dílů dipropylentriaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu 4 pomocí hexylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,53 mol/100 g mají težnost 7 % a mez pevnosti tahu 53 MPa. Množství tvrdidla odpovídá 100 % teorie vůči obsahu epoxidových skupin v reakční směsi.

Příklad 4

Hmota získané vytvrzenim směsi sestávající hmotnostně ze 100 dílů kapalného epoxidového elestomeru o střední molekulové hmotnosti 850 z dimerních mastných kyselin a z 18 dílů dipropylentriaminu se sníženou funkcionalitou ne hodnotu 4 pomocí butylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,60 mol/100 g (100 % teorie) mají tržnost 40 % a mez pevnosti v tehu 4 MPa.

Příklad 5

Hmota získané vytvrzenim směsi sestávající hmotnostně ze 100 dílů nízkomolekulární epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 570, z 52 dílů epoxidová pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 390, z 32 dílů dibutylmeleétu, z 33 dílů diisooktylftalátu, z 10 dílů křemeliny směsí tvrdidel sestávající z 62 dílů trietylentetraminu se sníženou funkcionalitou ns hodnotu 5 pomocí 2-etylhexylglycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,45 mol/100 g a z 20 dílů dietylentrieminu se sníženou funkcionalitou na hodnotu 3,5 pomocí butylgiycidyléteru o obsahu epoxidových skupin 0,68i mol/100 g má mez pevnosti v tahu

2,5 MPa a tažnost 57 %.

Příklad 6

Hmota získané vytvrzením směsi sestávající ze 100 dílů kapalného epoxidového elastomeru na bázi polyesteru s koncovými karboxylovými skupinami o střední molekulové hmotnosti 690 a 48 dílů trimetylhexametylendiaminu s předem sníženou funkcionalitou na hodnotu

3,6 pomocí oktylglycidyléteřu o střední molekulové hmotnosti 471 má mez pevnosti v tahu 19 MPa o tažnost 64 %. Množství tvrdidla odpovídá 145 % teorie vůči epoxidovým skupinám v kapalném epoxidovém elastomeru.

Claims (2)

1. Hmota pro části strojů pro keramický průmysl a pro podobné stroje v jiných průmyslových odvětvích připravitelná při 10 až 60, s výhodou 15 až 25 °C reakcí hmotnostně

a) 100 dílů epoxidové pryskyřice s 9 až 250 díly tvrdidla nebo

b) 100 dílů kapalného epoxidového elastomeru s 3 až 150 díly tvrdidla nebo

c) 100 dílů epoxidové pryskyřice a 20 až 200 dílů kapalného epoxidového elastomeru s 9 až 180 díly tvrdidla, přičemž epoxidová pryskyřice je dianovéhó typu a má střední molekulovou hmotnost 350 až 500; kapalný epoxidový elastomer mé střední molekulovou hmotnost 550 až 2000 a jedná se o produkt na bázi epoxidových pryskyřic nebo sloučenin o střední molekulové hmotnosti 170 až 500 a polymerních mastných kyselin nebo karboxylových oligomerů o střední molekulové hmotnosti 500 až 4 000; s tvrdidlo je typui, a}if etického aminu, jehož funkcionalitě je snížena reakcí s alifatickými glycidylétery na hodnotu minimálně 2,2, s výhodou 3,5 až 4,5.

2. Hmota podle bodu 1 obsahující plniva, pigmenty, urychlovače tvrzení a přísady regulující mechanické a technologické vlastnosti.