CS269137B1 - Dvousložkový epoxidový systém - Google Patents

Abstract

Řešeni se týká dvousložkového epoxidového systému jehož vytvrzoveci složka obsahuje kombinaci alifatického anebo cykloalifatického polyaminu s dikyandiamidem. Podstata řešení spočívá v tom, že se ku 100 hmotnostních dílů organických polyepoxidů obsahujících funkční 1,2 - epoxi-skupiny s epoxiekvivalentem 0,20 až 0,90 mol/100 g, molekulové hmotnosti 200 až 600 a jejich vzájemných kombinací majících viskozitu 1.102 až 1.10 m.Pa.s přidá složka obsahujíc! 1 až 20 hmotnostních dílů alifatických anebo cykloalifatických polyaminů a 0,5 až 5 hmotnostních dílů dikyandiamidu. Dávkováni tvrdidel je vztaženo na nizkomolekulárni epoxidovou pryskyřici dianového typu s epoxiekvivalentem 0,50 mol/100 g

Description

Vynález se týká dvousložkového epoxidového systému, složeného jednak z organických polyepoxidO obsahující funkční 1, 2 - epoxiskupiny a jednak z tvrdidla složeného z alifatických nebo cykloalifatických polyaminů a v nich rozpuštěného dikyandiamidu.

Vynález řeší prodloužení zpracovatelnosti epoxidových kompozic vytvrzovaných kombinaci alifatického nebo cykloalifatického polyaminu s dikyandiamidem při 20 °C a zlepšeni teplotních a adhezních vlastností epoxidové matrice po jejím vytvrzení při teplotách od 90 °C v porovnáni s epoxidovými matricemi vytvrzenými samotnými alifatickými a nebo cykloalifatickými polyaminy.

K vytvrzováni epoxidových kompozic při teplotě 20 °C se používají alifatické nebo cykloalifatické polyaminy nebo jejich adukty s epoxidovými pryskyřicemi. Jedná se o technologie výroby laminátů ručním kladením, lepením nebo zaléváním, povrchových úprav a podobně. Nejčastěji používanými tvrdidly jsou dietylentriamin, trietylentetraamin, cyklohexylamínopropylamin a podobně. Jejich výhodou je vysoká reaktivita při 20 °C, která může být v případě potřeby částečně snížena použitím aduktu alifatického nebo cykloalifatického polyaminu s epoxidovou pryskyřicí jako tvrdidla epoxidových kompozic. K dosaženi plných vlastností se tyto kompozice po vytvrzení při 20 °C dotvrzují za zvýšených teplot při 60 °C až 120 °C.

Nevýhodou těchto dvousložkových epoxidových systémů je krátkodobá zpracovatelnost, silně exotermr.i průběh reakce, který například znemožňuje výrobu t1ustostěnných odlitků a nízká tvarová stálost za tepla. Například laminační směs, skládající se ze 100 hmotnostních dílů nízkomolekulárni epoxidové pryskyřice dlaňového typu s epoxiekvivalentem 0,50 mol/100 g smíšeného s 11 hmotnostními díly dletylentriaminu má dobu želatinace při 20 °C podle ČSN 640 341 20 - 25 minut, maximální exotermu větší než 220 °C, po dotvrzení při 100 °C po dobu 120 minut má vytvrzená pryskyřice teplotu skelného přechodu 80 °C.

Tyto nevýhody odstraňuje epoxidový dvousložkový systém na bázi organických polyepoxidů.obsahující funkční 1, 2 - epoxiskupiny, jednak dalších složek, jako jsou například urychlovače, anorganické anebo organické výztuže, tekuté kaučuky nebe jiné flexibilizátory, plniva, pigmenty, barviva, retardéry hoření, inhibitory a další pomocné látky a jednak z alifatických anebo cykloalifatických polyaminů, ve kterých je rozpuštěn dikyandiamid. Podstata vynálezu spočívá v tom, že dvousložkové epoxidové systémy se skládají ze složky A obsahující 100 hmotnostních dílů organických polyepoxidů obsahující funkční 1, 2 - epoxiskupiny e epoxiekvivalentem 0,20 - 0,90 mol/100 g, molekulové hmotnosti 2 5

200 až 600 a jejích vzájemných kombinací majících viskozitu 1.10 až 1.10 m.Pa.s. a ze složky B skládající se z 1 až 20 hmotnostních dílů alifatického anebo cykloalifatického polyaminu a z 0,5 - 5 hmotnostních dílů dikyandiamidu. Dávkování jednotlivých složek je vztaženo na nízkomolekulárni nemodifikovanou epoxidovou pryskyřici dlaňového typu s epoxiekvivalentem 0,50 mol/100 g.

Výhodou dvousložkového systému podle vynálezu je možnost nastavení potřebné doby zpracovatelnosti při 20 °C v širokých mezích daná zvoleným poměrem alifatického nebo cykloalifatického polyaminu k dikyandiamidu. Výhodou jc také výborná rozpustnost dikyandiamidu v alifatických anebo cykloalifatických polyaminech skýtající možnost přípravy epoxidové kompozice s'podílem dikyandiamidu s molekulární velikosti částic. Vzhledem k známé špatné rozpustnosti dikyandiamidu byla dosud jeho dispergace v epoxidových pryskyřicích problémem. Další výhodou je rychlé dotvrzení kompozic při teplotách od 90 °C do 180 °C po dobu 200 - 10 minut dané synergickým účinkem kombinace dikyandiamid - vhodný urychlovač. Jako urychlovač může být použit například substituovaný imidazol, substituovaná monomočovina, substituovaná bismočovina, tetrámetyltiuramdisulf id a podobně. Výhodou systémů podle vynálezu v porovnání s dvousložkovými epoxidovými systémy vytvrzovanými pouze alifatickými nebo cykloalifatickými polyaminy je i ve vyšší teplotě skelného přechodu a zlepšení adheze k jiným materiálům zásluhou dikyandiamidu. Například epoxidový dvousložkový systém Skládající se ze 100 hmotnostních dílů nemodifiko

CS 269137 Bl váné epoxidové pryskyřice dlaňového typu s epoxiekvivalentem 0,50 mol/100 g, 4,2 hmotnostních dílů dietylentriaminu, 2,3 hmotnostních dílů dikyandiamidu a 2,8 hmotnostních dílů substituované bismočovlny má dobu želatinece podle ČSN 64 0341 při 25 °C delší než 90 minut. Po 120 minutách při 20 °C se kompozice vytvrdí při 125 °C po dobu 30 minut. Vytvrzená kompozice má teplotu skelného přechodu 125 °C.

Dvousložkový epoxidový systém se připraví tak, že ve složce A obsahující epoxidovou pryskyřici se rozpustí při 20 °C nebo za zvýšených teplot, zvolené množství urychlovače a přidají další složky, jako například inhibitor, pigmenty, barviva, flexibilizátory a podobné. Složka B obsahuje alifatický nebo cykloalifatický polyamin, ve kterém se rozpustí zvolené množství dikyandiamidu, popřípadě ještě urychlovač dikyandiamidu.

□ako příklady provedení vynálezu uvádíme dva typické dvousložkové epoxidové systémy použitelné v praxi.

Příklad δ. 1 - Epoxidový gel-coat k výrobě kompozitových forem

1. Použije se dvousložkový epoxidový systém, skládající se ze složky A a B v poměru A : B - 100 : 5,3, kde složka A se skládá z: 100,0 hmotnostních dílů nemodifikované epoxidové pryskyřice dlaňového typu s epoxiekvivalentem 0,50 mol/100 g, například obchodního označení ChS-Epoxy 15, výrobce Spolek pro chemickou a hutní výrobu, 18,0 hmotnostních dílů mastku,

2,B hmotnostních dílů isomerní směsi substituované bismočoviny obsahující hmotnostních dílů 2,4 tolylenbis (Ν', Ν'- dimetylmcčovinu) a 20 hmotnostních dílů 2,6-tolylen bis(N', Ν'- dimetylmočovinu)

2,2 hmotnostních dílů Versálové modře BC, výrobce Sdružení pro odbyt dehtových barviv, -

0,2 hmotnostních dílů komplex fluoridu boritého s monoetylaminem.

se skládá z:

100,0 hmotnostních dílů dietylentriaminu

55,0 hmotnostních dílů dikyandiamidu.

Postup přípravy složky A a B uvedeného epoxidového gel-coatu je následující: Složka A) - nejprve se smísí 100 hmotnostními dily uvedené epoxidové pryskyřice s 2,8 hmotnostními dily substituované bismočoviny a 0,2 hmotnostními díly komplexu fluoridu boritého s monoetylaminem. Směs se zahřeje na 70 °C a udržuje se za míchaní do rozpuštění urychlovače a inhibitoru. Systém se přefiltruje a přidá se za míchání při 70 °C 18,0 hmotnostních dílů mastku a 2,2 hmotnostních dílů Versálové modře BC. Složka A se odplyní za vakua.

Složka B) - smísí se 100,0 hmotnostních dílů dietylentriaminu s 55,0 hmotnostních dílů dikyandiaminu. Směs se zahřeje na 30 až 50 °C. Po rozpuštěni dikyandiamidu se složka B přefiltruje.

2. Složka A a B se smísí v hmotnostním poměru 100 : 5,3. Směs je zpracovatelná při 20 °C 60 minut štětcem .nebo stěrkou. Po 90 až 120 minutách se zvýši teplota například na 130 °C a udržuje se 60 minut.

3. Gel-coat vytvrzený podle bodu 2. má tyto mechanické vlastnosti: teplota zkoušení 20 °C80 °C mez pevnosti v ohybu /MPa/ 7057 modul pružnosti z ohybu /GPa/ 3,62,9 rázová houževnatost /kO/m / 4,2Teplota skelného přechodu gel-coatu - vyhodnoceno ze závislosti modulu pružnosti tříbodového ohybu na teplotě jako inflexní bod přechodové oblasti sklo-kaučuk je 130 °C

CS 269137 Bl

Přiklad č. 2 - Laminačni směs

1. Použije se dvousložkový epoxidový systém, skládající se ze složky A : B v poměru A : B - 100 : 10, kde složka A se skládá ze 100,0 hmotnostních dílů nemodifikované epoxidové pryskyřice dianového typu s epoxiekvivalentem 0,50 mol/100 g, například obchodního označeni ChS-Epoxy 15, výrobce Spolek pro chemickou a hutni výrobu 25,0 hmotnostních dílů diglycidylanilinu s epoxiekvivalentem 0,87 mol/100 g, výrobce VÚSPL Pardubice

B se skládá ze

100,0 hmotnostních dílů díetylentriaminu

27,0 hmotnostních dílů dikyandiamidu

55,0 hmotnostních dílů l-etylkyano-2-metylimidazolu viskozity 150 mPas při 25 °C, obchodního označeni Calpur, výrobce Poznaň Polsko Postup přípravy složky A a B uvedeného epoxidového laminačniho systému je následující.

Složka A - smísí se 100,0 hmotnostních dílů ChS-Epoxy 15 s 25 hmotnostními díly diglycidylanilinu. Směs se zhomogenizuje.

Složka B - smisi se 100,0 hmotnostních dílů díetylentriaminu s 27 hmotnostními dily dikyandiamidu a 55 hmotnostních dílů l-etylkyano-2-metylímidazolu. Směs se zahřeje na 30 až 50 °C. Po rozpuštěni dikyandiamidu se složka B přefiltruje.

2, Složka A a B se smisi v hmotnostním poměru 100 : 10. Laminačni směs je zpracovatelná 60 minut při teplota 20 °C. Po zgelováni epoxidové laminačni směsi při 20 °C se teplota zvýší například na 100 °C a udržuje se po dobu 60 minut.

3. Laminačni systém připravený a vytvrzený podle bodu 2. vykazuje teplotu skelného přechodu 120 °C. Tg je vyhodnoceno z průběhu modulu pružnosti z tříbodového ohybu na teplotě jako inflexni bod přechodové oblasti sklo-kaučuk.

Dvousložkové epoxidové systémy podle vynálezu jsou zejména vhodné jako gel-coaty při výrobě kompozitových forem, jako laminačni a zalévaci systémy. Bejích použiti je vhodné při aplikacich, kde je výhodná prodloužená zpracovatelnost, snižená exoterma při vytvrzováni při 20 °C, zvýšení adhezních vlastnosti a teplotní odolnost po dotvrzeni vzhledem !< obsahu rozpuštěného dikyandiamidu.

Dvousložkové epoxidové systémy podle vynálezu jsou použitelné jako dvousložková epoxidová lepidla, laminačni směsi pro kontaktní laminaci, k odlévání a k přípravě epoxidových gel-coatů. ·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU'

   Dvousložkový epoxidový systém na bázi jednak organických polyepoxidů obsahujících 1,2 - epoxískupiny, jednak dalších složek, jako jsou například organická rozpouštědla včetně reaktivních rozpouštědel, anorganické anebo organické výztuže, reaktivní kapalné kaučuky nebo jiné flexibilizátory, plniva, nadouvadla, inhibitory, urychlovače, barviva, retardéry hoření a další pomocné látky a jednak tvrdidla sestávající z alifatických nebo cykloalifatických polyaminů a dikyandiamidu, vyznačujici se tím, že složka A se skládá ze 100 hmotnostních dílů organických polyepoxidů obsahujících 1,2 - epoxiskupiny s epoxiekvivalentem 0,20 až 0,90 mol/100 g, molekulové hmotnosti 200 až 600 a 2 5 jejich vzájemných kombinaci majících viskozitu 1.10 až 1.10 m.Pa.s a ze složky B skládající se z 1 až 20 hmotnostních dílů alifatických nebo cykloalifatických polyamidů a z 0,5 až 5 hmotnostních dílů dikyandiamidu, přičemž dávkování jednotlivých složek je vztaženo na nizkomolekulárni nemodifikovanou pryskyřici dianového typu s epoxiekvivalentem 0,50 mol/100 g.