CS255191B1 - Polyamlnová tvrdidla na bázi aminoamídů - Google Patents

Abstract

Polyamlnová tvrdidla na bázi aminoamidů pro vytvrzování epoxidových kompozic na produkty se zvýšenou odolností vůči vodě, zlep­ šenou pevností v odlupování, zvýšenou odolností vůči úderu a zlepšenou přilnavostí k povrchům. Tvrdidla jsou vhodnou kombinací aminoaniidů připravených reakcí polyaminů o 2 až 9 atomech dusíku a 2 až 19 atomech uhlíku s polymerními produkty o mol. hmotnosti 400 až 5 000 a počtu uhlíkových atomů až 54 acyklických karboxylových kyselin s počtem uhlíkových atomů 6 až 24 nebo jejich funkčních derivátů, popřípadě obsahujícími až 20 % hmot. monomerních kyselin nebo jejich funkč­ ních derivátů a adukty epoxidových sloučenin s uvedenými polyaminy v mol. poměru 1:1 až 8 a/nebo kondenzačních produktů těchto polyaminů s aldehydy a fenolem nebo jeho alkylderiváty v mol. poměru 1:0,5 až 1,2:0,6 áž 1,5 a kumaronindenových pryskyřic s teplotou měknutí až 150 °C.

Description

Vynález se týká nového typu polyaminových tvrdidel na bázi aminoamidů polymerních mastných kyselin a polyaminů obsahujících kumaronindenové pryskyřice. Tato tvrdidla se.používají pro vytvrzování epoxidových pryskyřic a kompozic na jejich bázi.

K vytvrzování epoxidových pryskyřic a kompozic na jejich bázi se dosud používají nejrůznější sloučeniny obsahující funkční skupiny schopné reakce se skupinami epoxidovými. Jedním z nejdůležitějšich a v praxi nejvíce používaných typů těchto tvrdidel jsou aminosloučeniny, a to alifatické a aromatické, cyklické i lineární, jak monomerní tak i polymerní, dále modifikované i nemodifikované, zejména pak alifatické a cykloalifatické aminy. Vlastnosti těmito tvrdidly vytvrzených pryskyřic jsou závislé na konkrétním druhu použitého tvrdidla, způsobu vytvrzování, na vytvrzovací teplotě a na případném přídavku urychlovače vytvrzování.

Použití aminů nebo jejich derivátů obecně pro vytvrzování epoxidových pryskyřic a v řadě případů i způsobu jejich přípravy je předmětem již značného počtu Starších i novějších patentů, z nichž je možno uvést např. belgický pat. č. 861 056 a 867 589, japonský pat. č. 5 1082 400, 5 1098 732 a 5 2021 093, pat. NSR č. 2 611 019 a pat. USA č. 4 007 160. Sortiment používaných alifatických a cykloalifatických aminů je patrný např. z tab. 44 uvedené v monografii M. Lidařík a kol.: Epoxidové pryskyřice, SNTL, Praha 1983, str. 144 a 145.

Významnou skupinu tvrdidel tvoří aminoamidy. Jedná se o kondenzáty di- a polymerizovaných mastných kyselin s polyalkylenpolyaminy. Jejich předností je možnost dávkování vysokého poměru přídavku tvrdidla k pryskyřici, což nachází zejména uplatnění při využití těchto směsí pro sériové lepení nebo pro aplikace v malotržních fondech. Tvrdidlo je možné v těchto případech přidávat k pryskyřici v množství 50 až 100 hmot. dílů na 100 -hmot. dílů epoxidové pryskyřice, což je výhodné zejména v praxi pro snadnost tohoto dávkování.

Naopak nevýhodou při použití těchto tvrdidel je velmi vysoká viskozita tvrdící složky, někdy až 1 000 Pa.s při 25 °C, jejich nizká reaktivita a v některých případech pro dosažení vysokých pevností lepených spojů je často třeba dotvrzení za zvýšené teploty, což způsobuje zhoršení energetické náročnosti. Při kombinacích epoxidových pryskyřic s látkami s nenasyce_s nými skupinami, jako např. s akryláty, maleináty apod. se těmito tvrdidly tyto kompozice vytvrzují velice pomalu.

Tuto nevýhodu lze odstranit použitím tvrdidel na bázi polymerizovaných mastných kyselin v kombinaci s adukty epoxidových sloučenin a polyalkylenpolyamidů a/nebo s kondenzáty těchto polyalkylenpolyaminů s aldehydy a fenoly v odpovídajícím poměru. Sníži se tak především viskozita tvrdidla a zároveň se zvýší jeho reaktivita. Pro některé aplikace kompozic vytvrzených těmito tvrdidly však nevyhovuje jejich nižší odolnost vůči vodě, přilnavost k různým podkladům, zejména na lehké slitiny, ocel a polyolefiny a jejich malá pevnost lepených spojů v odlupování.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje do určité míry předložený vynález, jehož předmětem jsou polyaminová tvrdidla na bázi aminoamidů polymerních mastných kyselin a polyaminů obsahující kumaronindenové pryskyřice a vhodné pro vytvrzování epoxidových pryskyřic a kompozic na jejich bázi.

Podstata uvedeného vynálezu §počívá v tom, že tvrdidla sestávají ze 100 hmot. dílů aminoamidů připravených reakcí polyaminů o 2 až 9 atomech dusíku a 2 až 9 atomech uhlíku s polymerními produkty o mol. hmotnosti 400 až 5 000 a počtu uhlíkových atomů až 54 acyklických karboxylových kyselin s počtem uhlíkových atomů 6 až 24 nebo jejich funkčních derivátů, zejména esterů, epoxidovaných esterů nebo glycidylesterů, popřípadě obsahujícími až 20 % hmot. monomerních kyselin nebo jejich funkčních derivátů. Dále tato tvrdidla obsahují 2 až 200 hmot. dílů aduktů epoxidových sloučenin o mol. hmotnosti 350 až 700 s výše specifikovanými polyaminy v mol. poměru 1:1 až 8 a/nebo kondenzačních produktů těchto polyaminů s aldehydy o počtu uhlíkových atomů 1 až 7 a s fenolem nebo jeho alkylderiváty v mol. poměru 1:0,5 až 1,2:0,6 až 1,5 a dále ze 2 až 50 hmot. dílů kumaronindenových pryskyřic s teplotou měknutí až 150 °C.

Výhodou epoxidových pryskyřic a kompozic na jejich bázi vytvrzovaných tvrdidly podle předloženého vynálezu je především zvýšená odolnost vůči vodě, a to i horké, dále zlepšená pevnost v odlupování a zvýšená odolnost proti úderu. Kompozice vytvrzované těmito tvrdidly mají i zlepšenou přilnavost k polyolefinům, což má své výhody při využití těchto tvrdidel v aplikační oblasti.

Jako aminoamidy se používají kondenzační produkty aminů alifatických, cykloalifatických či aromatických s polymerními mastnými kyselinami, případně s obsahem těchto kyselin monomerních, se 6 až 54 uhlíkovými atomy. Velmi často se používá dimerů vzniklých reakcí 9,11-methyllinoleátu a 9,12-methyllinoleátu s diethylentriaminem a dipropylentriaminem. Vedle polymerů mastných kyselin nebo olejů se k přípravě aminoamidů používají epoxidové mastné kyseliny nebo jejich estery, adukty těchto kyselin s cyklopentadienem nebo anhydridem Jcyseliny maleinové. Další surovinou pro přípravu aminoamidů jsou polyepoxidové sloučeniny nebo 'alfa,beta-nenasycené monokarboxylové kyseliny, jako např. kyselina akrylová. Z polyaminů se používají alkylendiaminy, polyalkylenpolyaminy, zejména ethylendiamin, diethylentriamin, triethylentetramin, trimethylhexamethylendiamin, xylylendiaminy apod.

Použité adukty jsou reakční produkty epoxidových pryskyřic dlaňového typu, epoxidy na bázi 2,2-bis hydroxyfenylmethanu, dále epoxidy na bázi novolaků, alifatické, cykloalifatické a aromatické glycidylethery, jako např. butyl-, alkyl-, fenyl-, kresylglycidylether a butylenglykolbisglycidylether, glycidylestery odvozené např. od kyseliny hexahydroftalové, produkty epoxidace dvojné vazby, např. epoxidované oleje, alkylestery mastných kyselin, cyklopentadienoxid a epoxidované ketaly a acetaly.

Z kondenzačních produktů se používají produkty na bázi alifatických, cykloalifatických a aromatických aminů s aldehydy, zejména s formaldehydem, acetaldehydem a benzaldehydem a s fenoly, např. fenolem, kresolem, xylenolem a nonylfenolem.

Jako kumaronindenové pryskyřice se používají směsi polymerů indenu a kumaronu nebo jejich homologů, získané polymerací výše vroucích benzenových frakcí a oddestilováním nezpolymerovaných podílů. Jsou to v podstatě kapalné až pevné látky s teplotou měknutí až 150 °C. Jejich hustota se pohybuje v rozmezí 1 050 až 1 200 kg.m ? při 20 °C, přičemž obsah vody je do 1,3 % hmot., obsah popela až 0,8 % hmot. 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 příznivějších Theologických vlastností používány kapalné kumaronindenové pryskyřice. Pokud se používají kumaronindenové pryskyřice v pevném stavu, osvědčuje se zejména zvýšená odolnost vůči vodě a povětrnosti.

Tato polyaminová tvrdidla se používají především pro vytvrzování epoxidových lepidel, tmelů, laminátů, případně licích hmot. Drobnou závadou je tmavá barva tvrdidla. Naprosto nevadí při použití pro tmely nebo při výrobě lyží. Zde je naopak tmavá barva vytvrzeného lepidla výhodou, při zabrušování boků lyže není nutné bok lakovat, jak je tomu u světlých lepidel, které po zabroušení nepůsobí svými světlými prvky esteticky.

Předmět vynálezu je dále doložen následujícími příklady provedení.

Přikladl

Ke 100 hmot. dílům aminoamidů na bázi dimerizovaných mastných kyselin ze sójového oleje s obsahem 5 % hmot. linolové kyseliny a dipropylentriaminu o aminovém čísle 200 se přidá 35 hmot. dílů kondenzačního produktu na bázi diethylentriaminu, formaldehydu a kresolu v molárnim poměru 1:1:1 a 10 hmot. dílů kapalné kumaronindenové pryskyřice. Tvrdidlo ve směsi s epoxidovou pryskyřicí poskytuje lepidla s výbornou pevností v odlupování se zlepšenou odolností vůči vodě a výbornou adhezi na polyolefiny.

Příklad 2

Ke 100 hmot. dílům aminoamidu na bázi dimerizovaných mastných kyselin linolových a diethylentriaminu o aminovém čísle 250 se přidá 50 hmot. dílů kondenzačního produktu na bázi diethylentriaminu, formaldehydu a fenoly o aminovém čísle 600 a v molárním poměru 1:1:0,9 a 5 hmot. dílů kapalné kumaronindenové pryskyřice a 3 hmot. díly pevné kumaronindenové pryskyřice s bodem měknutí 110 °C. Tvrdidlo má viskozitu 20 Pa.s/25 °C. Ve směsi s epoxidovou pryskyřicí poskytuje lepidlo s výbornou přilnavosti k polyolefinům.

Příklad 3

Postupuje se jako v příkladě 1. s tím rozdílem, že se místo 10 hmot. dílů kapalné kumaronindenové pryskyřice přidá 50 hmot. dílů této pryskyřice. Tvrdidla se pak přidává 100 hmot. dílů na 100 hmot. dílů základní epoxidové pryskyřice. Kompozice se používá jako spárovací hmota ve stavebnictví.

Přikládá

Ke 100 hmot. dílům aminoamidu na bázi dimerizovaných mastných linolových kyselin a dipropylentriaminu o aminovém čísle 200 se přidá 50 hmot. dilů aduktu fenylglycidyletheru a diethylentriaminu o aminovém čísle 800 a 10 hmot. dílů kapalné kumaronindenové pryskyřice. Tvrdidlo v kombinaci s epoxidovou pryskyřici je vhodným pojivém pro tmely s minerálními plnivy, s kovovými prášky s oxidy kovů aplikované zejména ve stavebnictví.

Přiklad 5

Ke 100 hmot. dílům aminoamidu na bázi dimerizovaných mastných kyselin ze sójového oleje a dipropylentriaminu o aminovém čísle 200 se přidá 10 hmot. dílů aduktů fenylglycidyletheru a diethylentriaminu o aminovém čísle 800 a v molárním poměru 1:8 a 150 hmot. dílů kondenzačního produktu na bázi dipropylentriaminu, formaldehydu a nonylfenolu v molárním poměru 1:1:1 a 5 hmot. dílů kapalné kumaronindenové pryskyřice. Tvrdidlo se používá k zalévání a k impregnaci betonu.

Claims (1)

1. Polyaminová tvrdidla na bázi aminoamidů polymerních mastných kyselin a polyaminů obsahující kumaronindenové pryskyřice, vhodná pro vytvrzování epoxidových pryskyřic a kompozic, vyznačující se tím, že sestávají ze 100 hmotnostních dílů aminoamidů připravených reakcí polyaminů o 2 až 9 atomech dusíku a 2 až 19 atomech uhlíku s polymerními produkty o mol. hmot. nošti 400 až 5 000 a počtu uhlíkových atomů až 54 acyklických karboxylových kyselin s počtem uhlíkových atomů 6 až 24 nebo jejich funkčních derivátů, zejména esterů, epoxidovaných esterů nebo glycidylesterů, popřípadě obsahujícími až 20 % hmotnostních kyselin nebo jejich funkčních derivátů, 2 až 200 hmotnostních dilů aduktů epoxidovaných sloučenin o mol. hmotnosti 350 až 700 s výše specifikovanými polyaminy v mol. poměru 1:1 až 8 a/nebo kondenzačních produktů těchto polyaminů s aldehydy o počtu uhlíkových atomů 1 až 7 a s fenolem nebo jeho alkylderiváty v mol. poměru 1:0,5 až 1,2:0,6 až 1,5 a dále ze 2 až 50 hmotnostních dílů kumaronindenových pryskyřic s teplotou měknutí až 150 °C.