CS272663B1 - Undersaturated polyester resins with improved curing - Google Patents

Undersaturated polyester resins with improved curing Download PDF

Info

Publication number
CS272663B1
CS272663B1 CS48088A CS48088A CS272663B1 CS 272663 B1 CS272663 B1 CS 272663B1 CS 48088 A CS48088 A CS 48088A CS 48088 A CS48088 A CS 48088A CS 272663 B1 CS272663 B1 CS 272663B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
unsaturated
curing
resin
polyester resins
unsaturated polyester
Prior art date
Application number
CS48088A
Other languages
English (en)
Other versions
CS48088A1 (en
Inventor
Jiri Ing Horalek
Jiri Ing Csc Klaban
Jaroslav Ing Kitzler
Stanislav Ing Csc Lunak
Ivan Ing Csc Dobas
Original Assignee
Horalek Jiri
Klaban Jiri
Kitzler Jaroslav
Lunak Stanislav
Dobas Ivan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Horalek Jiri, Klaban Jiri, Kitzler Jaroslav, Lunak Stanislav, Dobas Ivan filed Critical Horalek Jiri
Priority to CS48088A priority Critical patent/CS272663B1/cs
Publication of CS48088A1 publication Critical patent/CS48088A1/cs
Publication of CS272663B1 publication Critical patent/CS272663B1/cs

Links

Landscapes

  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Description

Vynález se týká nenasycených polyesterových pryskyřic se zlepšeným vytvrzováním na bázi epoxidových sloučenin, «/·, 0 -nenasycených mono- a/nebo dikarboxylových sloučenin, nasycených mono- a/nebo dikarboxylových kyselin, popřípadě rozpuštěných v nenasycených polymerace schopných monomerech.
Terciární aromatické aminy, ze kterých technický význam mají zejména N,N-dimethylanilin, Ν,Ν-diethylanilín a Ν,Ν-dimethyl-p-toluidín, jsou vedle organických sloučenin Cor , Zn2+, Mn2+ a jiných kovů známými urychlovači vytvrzování nenasycených polyesterových pryskyřic. Terciární aromatický amin v kombinaci s diacylperoxidem jako iniciační systém a jejich reakčni mechanismy jsou řadu let známy (Brauer G.M. a kol.: Mod. Plast. 34, No.3, 153 (1956), Tobolsky A.V., ODricsoll K.F.r J. Colloid Sci. 11, 244 (1956), Horner L., Schlenk E., Angew. Chem. 61, 411 (1949), Denmler K., Schlang J.: Kunststoffe 64, 78 (1974)). Amin se přidává ve formč 5 až 10X roztoku, například ve styrenů, dibutylftalátu a toluenu, přičemž optimální množství urychlovače je 2 až 4 % roztoku na pryskyřici (Mleziva J. a kol.: Polyestery, jejich výroba = zpracování, SNTL, Praha 1978).
Nevýhodou při použití těchto látek je především jejich neúplné zabudováni do sítě makromolekuly. Podle hygienických norem stále značně vysoká koncentrace vyluhovaných dusíkatých látek do kapalných prostředí snižuje užitné vlastnosti polyesterových pryskyřic a zabraňuje jejich jinak zajímavým aplikačním možnostem, například v obalové technice, ve skladovacích nádržích potrubí atd. Přímé ‘lávkování Ν,Ν-dimethylaninu nebo N,N-dimethyI~p-toluidinu při vlastním vytvrzování vede k přímému styku pracovníků v provozu s jedovatými látkar mi a tedy ke značnému hygienickému riziku a řadě v této souvislosti nutných organizačních opatření.
Řešení uvedeného problému lze spatřit v začlenění dusíkového urychlovače do molekuly v procesu syntézy polyesteru. Pryskyřice se zabudovaným N,N-bis(2-hydroxyethyl)anilinera je například chráněna patenty fy Farbenfabriken Bayer/US 2 812 313 - 57/ nebo fy Bakelita GB 871 410). Tento dusíkový urychlovač je také velmi oblíben v SSSR a doporučován zvláště pro polyestery obsahující chlor (Li P.Z., Michajlova Z.V., Kaganova E.L.: Plast. Massy 1963,
No.8, 13). Problematice zabudování dusíkových urychlovačů potom věnují zvýšenou pozornost právě sovětští autoři (Valgin A.D., Korsak V.V., Kutěpov D.F.; Vysokomol. sojed. £, 188 (1966), Valgin A.D., Korsak V.V., Kutěpov D.F.: Plast. Massy £, 5 (1966), Kutěpov O.F., Skubin V.K.; Plast. Massy _2, 18 (1972) a Skubín V.K., Kutěpov D.F.t Plast. Massy £, 16 (1972)).
Je také znám urychlující vliv na proces vytvrzování u zabudovaných primárních aminů (JP 69 011 152). Vedle těchto látek lze do struktury pryskyřice zabudovat i aromatické monokarboxylové a dikarboxylové kyseliny substituované skupinou -NRR' (Chem. Werke Written:
DE 1 196 868). Zmínka o katalytickém efektu terciárních aminoskupin na vlastní syntézu nenasycen? polyesterové pryskyřice se objevuje v práci autora Jady, který současně hodnotil vliv volného nebo do struktury pryskyřice chemicky zabudovaného N,N-bis(2-hydroxyethyl)anilinu jak na průběh syntézy polyesterové pryskyřice, tak i na proces jejího vytvrzování (Jada S.S.: Ind. Eng. Chem. 1983, 22, 14-19, Pittman Jr. CH.V., Jada--S.S.: Ind. Eng. Chem. 1982, 21, 281-284, č.2). V neprospěch konečných vlastností pryskyřice polykondenzačního typu s chemicky zabudovaným N,N-bis(2-hydroxyethyl)-anilin hovoří mimo jiné skutečnost, že příprava urychlovačů na jeho bázi znamená kontrolovanou adici oxiranu na primární aromatický amin pro zajištění jednotného reakčního produktu s konstantním obsahem terciárního dusí ku. Velmi reaktivní oxiran je také schopen adice na vzniklou hydroxyethylovou skupinu za vzniku lineárního polyethylenoxidového řetězce. Podle DE 919 431 lze vedle N,N-bis(2-hydroxyethyl)-anilinu do molekuly nenasycené polyesterové pryskyřice zavést i omezený počet je2
CS 272663 Bl ho substitučních derivátů pomocí NH2 a COOH skupin, které jsou součástí jeho struktury. N,N-bis(2-hydroxyalkyl)anilin lze dále reakcí s nenasycenou nebo nasycenou kyselinou převést na esterovou nebo s isokyanáty na urethanovou sloučeninu nebo pryskyřici a těmito adukty potom za studená a za přídavku diacylperoxidů vytvrzovat nenasycenou polyesterovou pryskyřici (DE 1 943 945 a 1 643 927). Jako urychlovače vytvrzovací reakce lze také dávkovat produkty N,N-bis(0-hydroxyalkyl)arylaninů s dikarboxylovými kyselinami nebo diisokyanáty (DE 1 943 954, 1 643 972). Podle EU 84 784 (DE 3 302 090) se jako aminových urychlovačů, které lze přidávat k tvrdítelným pryskyřicím na bázi akrylátů, methakrylátů a nenasycených pryskyřic používá opět N,N-bis(0-hydroxyalkyl)-arylaminů, které se připravují reakcí primárních arylaminů v prvém stupni s bisepoxidy a ve druhém s monoepoxidy. Problematiku zabudování aminového urychlovače a s tím související jeho extrahovatelnest z vytvrzené kompozice řeší DE 3 345 102. V molekule terciárního aminu je zabudována terminální metly lenová skupina, pomocí které se amin do struktury pryskyřice zabuduje opět až v průběhu vy tvrzovacího procesu.
Všechny uvedené typy dusíkatých urychlovačů vytvrzování mají tak společný rys - dávkují se k předem připravené nenasycené polyesterové pryskyřici ve formě roztoků, například ve styrenu až před vlastní vytvrzovací reakcí a teprve v jejím průběhu se zabudovávají do sítě makromolekuly.
Výše uvedené nevýhody odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem jsou nenasycené polyesterové pryskyřice se zlepšeným vytvrzováním na bázi epoxidových sloučenin, «./S-nenaoycených mono- a/nebo dikarboxylových kyselin, nasycených mono- a/nebo dikarboxylových kyselin, popřípadě rozpuštěné v nenasycených polymerace schopných monomerech. Podstata uvedeného vynálezu spočívá v tom, že nenasycené polyesterové pryskyřice obsahují v molekule chemicky vázané struktury - N - , kde
R. znamená -CH„ -CH-CHO 1 2 | 2 ® OH
R2 znamená R^, alkyl, aryl, a
Rj znamená H, alkyl, halogen, -N(R2>2 nebo -CH2 - Q -N(R2)2, a to v takovém množství, aby obsah dusíku činil 0,001 až 5 % hmot., vztaženo na polyester.
Výhody předloženého vynálezu spočívají v tom, že nenasycené polyesterové pryskyřice se vyznačují zlepšeným vytvrzovacím procesem za normální teploty, a to i ve srovnání s pryskyřicí, kde je shodná dusíkatá sloučenina (například N,N-diglycidylanilin) dávkována teprve před vlastní vytvrzovací reakcí. Naměřené vyšší hodnoty skelného přechodu Tg u nena sycených polyesterových pryskyřic podle předmětu vynálezu svědčí o vyšší hustotě sítě ve vytvrzené matrici; pryskyřice také vykazují vyšší materiálové charakteristiky mechanických, termomechanických i viskoelastických vlastností. Analýza procesu vytvrzování pomocí IČ spektroskopie potvrzuje vysokou konverzi fumarátových, akrylátových i styrenových dvojných vazeb.
Takto jsou nenasyceným polyesterovým pryskyřicím podle předmětu vynálezu dodány nové přednosti, které lze spatřit zejména t
CS 272663 Bl ve snížení energetické náročnosti přípravy nenasycené polyesterové pryskyřice, a tím dosažení výrazných ekonomických úspor, v možnosti přípravy nenasycených polyesterových pryskyřic na stávajících výrob nich zařízeních s využitím tuzemské surovinové báze, ve snížení počtu složek vytvrzovacího systému a vyšší účinnosti, v nižší toxicitě, a tím i v rozšíření aplikačních možností využití polyesterových pryskyřic.
Nenasycené polyesterové pryskyřice jsou syntetizovány přímo za přítomnosti specifických dusíkatých sloučenin. Použití dusíkatých sloučenin podle předmětu vynálezu lze z hlediska jejích funkčnosti rozdělit do dvou skupin.
První skupinu tvoří katalyzátory, které v průběhu syntézy nenasycené 'polyesterové pryskyřice vznikají reakcí epoxidových sloučenin například dlaňového typu o mol. hmotnosti 380 až 5000 s primárními nebo sekundárními aromatickými aminy nebo polyaminy za vzniku epoxido vých sloučenin s chemicky zabudovaným terciárním aminem. Tyto látky vzniklé in šitu se vyznačují výrazným katalytickým účinkem na průběh následných adičních, respektive polyadič nich reakcí v procesu syntézy nenasycené polyesterové pryskyřice.
Druhou skupinu tvoří karalyzátory původně glycidylového typu s obsahem terciárního du siku, s výhodou Ν,Ν-diglycidylanilin, N,N-diglycidyl-p-toluidin, Ν,Ν,Ν,'Ν'-tetraglycidyldiaminofenylmethan a jiné. Tyto katalyzátory jsou také součástí reakční směsi. Přítomný terciární amin ihned od počátku katalýzuje průběh polyadičních reakcí, a tím se v procesu syntézy do struktury pryskyřice zabudovává.
Nenasycené polyesterové pryskyřice tak obsahují terciární amin, který má ve své struktuře dvojné vazby a terminální methylenové skupiny. Případné nedosažení 100X konverze epoxidových skupin vzniklého katalyzátoru nebo glycidylových skupin původního katalyzátoru zeb není na závadu. Tyto funkční skupiny jsou vedle dvojných vazeb i terminálnich methylenových skupin v systému přítomných také schopny radikálové polymerace.
Použití výše uvedených katalyzátorů snižuje dobu vlastní přípravy až o 50 X. Nenasycené polyesterové pryskyřice podle předmětu vynálezu je tvrditelná pouhým přídavkem diacylperoxidu, čímž dochází ke snížení počtu složek pří přípravě tvrditelné kompozice. S tím souvisí i zpřesnění dávkování složek při přípravě tvrditelné kompozice, zejména s ohledem na kontinuální výrobu (konglomerovaného kamene, tažení laminátových profilů - pultruzi, na víjení.velkoobjemových nádob a podobně).
Předmět vynálezu je dále doložen následujícími příklady provedení.
Příklad 1
K 800 g reakční směsi, sestávající z technického diandiglycidyletheru, kyseliny metha krylové a kyseliny fumarové se při teplotě 23 °C za míchání přidá 3,47 g p-toluidínu a za přídavku kvartérní amoniové báze a stabilizátoru se reakční směs vyhřeje na 100 °C. Obsah dusíku činí 0,05 X hmot., vztaženo na polyester. Reakce se ukončí při dosažení čísla kyselostí pod 5 mg KOH.g . Doba přípravy činí 3,5 h., bez přítomnosti p-toluidinu činí doba přípravy 8 h. Připravený nenasycený polyester se při teplotě 80 °C naředí styrenem na 60% roztok. Připravené pryskyřice se vytvrzují pouze přidáním organického peroxidu, například dibenzoylperoxidu.
CS 272663 Bl
Vytvrzovací charakteristika podle ČSN 64 0345 při 25 °C za přídavku 2 % hmot. dibenzoyI peroxidu k připravené nenasycené polyesterové pryskyřici byla následující:
želatinační doba 11 minut vytvrzovací doba 17,5 minut max. teplota 171 C
Pryskyřice slouží pro přípravu laminátů s vysokou chemickou odolností zejména vůči alká1 i í m.
Příklad 2
Κ 1 000 g reakčni směsi, sestávající z technického diandiglycidyletheru, kyseliny akrylové, kyseliny fumarové a kyseliny benzoové se za intenzivního míchání při 25 °C přidá 112,8 g Ν,Ν-diglycidylanilinu a reakčni směs se vyhřívá 4 hodiny na 115 °C. Obsah dusíku, vztaženo na polyester činí 0,75 % hmot. Po dosažení čísla kyselosti pod 15 mg KOH g 1 se připravený polyester naředí styrenem při 80 °C na 55% roztok. Pryskyřice velmi dobře i při teplotách od + 5 °C po přídavku 3 % hmot. dibenzoylperoxidu vytvrzuje. Vytvrzovací charakteristika dle ČSN 64 0345 stanovená při 25 °C s výše uvedenou iniciací je následující:
želatinační doba 4,5 minuty vytvrzovací doba 12 minut maximální teplota 182 °C
Pryskyřice je vhodná pro přípravu chemicky odolných plastbetonů tmelů a podlahovin. Vysoký stupeň konverze fumarátových a styrenových vazeb při teplotě 25 °C, sledovaný pomocí IČ spektroskopie, dosahoval 97, respektive 96 %. Pryskyřici není nutno tepelně dotvrzovat.
Příklad 3
K 500 g reakčni směsi sestávající z epoxidovaného krezolformaldehydového novolaků a kyseliny methakrylové se přidá 22,53 g Ν,Ν-diglycidyl-p-toluidinu. Reakčni směs se vyhřívá při teplotě 100 °C až k dosažení čísla kyselostí pod 10 mg KOH g-’'’. Po ochlazení reakčni směsi na 80 °C se nenasycený polyester naředí na 63% roztok. Připravená nenasycená polyesterová pryskyřice vykazuje výbornou stabilitu při skladování. Vytvrzuje se přídavkem organického peroxidu. Vytvrzovací charakteristika stanovená dle ČSN 64 0345 u této pryskyřice po přídavku 2,5 % hmot. dibenzoylperoxidu při 25 °C byla následující:
želatinační doba 6 minut vytvrzovací doba 12,5 minut maximální teplota 188 °C
Pryskyřice po vytvrzení vykazuje velmi dobrou chemickou odolnost, odolnost na povětrnosti a vysokou tvarovou stálost za tepla, která činí 130 °C, stanoveno dle ČSN 64 0753. Pryskyřice je vhodná pro přípravu laminátů odolávajících agresivním chemikáliím při teplotě do 125 °C.
CS 272663 Bl
Příklad 4
Κ 1 OOO g reakční směsi, sestávající z technického diandiglycidyletheru, kyseliny fumarové a kyseliny methakrylové se přidá 321 g N,N'-bis/methyl, 2-hydroxy-3-chlorpropyl/4,4 -diaminodifenylmethanu a reakční směs se vyhřeje na 110 °C. Obsah dusíku činí 0,5 X hmot. vztaženo na polyester. Reakce se ukončí při dosažení čísla kyselosti pod 10 mg KOH g . Připravený nenasycený polyester se při teplotě BO °C naředí styrenem na 6% roztok.
Připravená nenasycená polyesterová pryskyřice vykazuje výbornou stabilitu při skladování (6 měsíců) a vytvrzuje se přídavkem pouze jedné komponenty, kterou je organický peroxid typu dibenzoylperoxidu nebo dilaurylperoxidu.
Přídavek peroxidu činí pouze 1 X hmot. a takto neiniciovaná reakční směs vykazuje podle ČSN 64 0345 při 25 °C následující vytvrzovací charakteristiku:
želatinační doba 5 minut vytvrzovací doba 8,5 minuty maximální teplota 186 °C
Pryskyřice podle uvedeného příkladu velmi rychle vytvrzuje, její homogenizace s peroxidem je rychlá a jednoduchá.
Pryskyřice je vhodná pro přípravu gel-coatových vrstev laminátových výrobků s vysokou chemickou odolností a odolností proti povětrnosti.
Příklad 5
Κ 1 000 g reakční směsi, sestávající z technického diandiglycidyletheru, kyseliny akrylové, 3,5-di-terc-butylbenzoové a fumarové se při teplotě 60 °C přidá 0,455 g N-methyl-p-chloranilinu, což činí 0,003 X dusíku, vztaženo na polyester a reakční směs se za intenzivního míchání dále vyhřívá až na 110 °C. Při této teplotě se reakční směs udržuje až do poklesu čísla kyselosti pod 10 mg KOH.g'^, potom se přidá 0,02 % hmot. hydrochinonu a polyester se naředí styrenem na 55% roztok. Doba přípravy polyesterové pryskyřice za katalytického účinku N-methyl-p-chloranilínu činí 5 hodin.
Polyesterová pryskyřice se za teploty 23 °C vytvrzuje přídavkem 3 X hmot. dibenzoylperoxidu a doba gelace činí 40 minut.
Pryskyřice je vhodná pro výrobu velkoobjemových nádob navíjením. Navíjený laminát vykazuje vysokou chemickou odolnost vůči alkáliím a ropným produktům.

Claims (1)

  1. Nenasycené polyesterové pryskyřice se zlepšeným, vytvrzováním na bázi epoxidových sloučenin, ,0-nenasycených mono a/nebo dikarboxylových kyselin, nasycených mono a/nebo dika?
    boxylových kyselin, popřípadě rozpuštěné v nenasycených polymerace schopných monomerech,
    CS 272663 Bl vyznačující se tím, že obsahují v molekule chemicky vázané struktury R^ - N - R2 , kde
    R znamená -CH2 -CH-CHj- ,
    OH
    R2 znamená Rp alkyl, aryl a
    Rj znamená II, alkyl, halogen, -N(R2)2 nebo -Cllg- -N(R2)2, a to v takovém množství, aby obsah dusíku činil 0,001 až 5 % hmot., vztaženo na polyester
CS48088A 1988-01-26 1988-01-26 Undersaturated polyester resins with improved curing CS272663B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS48088A CS272663B1 (en) 1988-01-26 1988-01-26 Undersaturated polyester resins with improved curing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS48088A CS272663B1 (en) 1988-01-26 1988-01-26 Undersaturated polyester resins with improved curing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS48088A1 CS48088A1 (en) 1990-06-13
CS272663B1 true CS272663B1 (en) 1991-02-12

Family

ID=5336972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS48088A CS272663B1 (en) 1988-01-26 1988-01-26 Undersaturated polyester resins with improved curing

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS272663B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS48088A1 (en) 1990-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU679150A3 (ru) Способ получени св зующего дл покрытий
EP3164432B1 (de) Reaktivverdünner für die chemische befestigung
US5501830A (en) Laminating resins having low organic emissions
JPS6351168B2 (cs)
ES2363249T3 (es) Disolución de acelerador estable durante el almacenamiento.
US4209604A (en) Anaerobic monomers and adhesives
JPS58104923A (ja) 自己架橋性樹脂質結合剤の製造方法
JPS6162569A (ja) ポリアミンおよびポリカルボキシル基含有物質からなるアミド化反応生成物を含む被覆組成物
FI69090C (fi) Med uv-ljus haerdbara belaeggningskompositioner
DE69733344T2 (de) Methoden zur härtung von ungesättigten polymeren unter verwendung von tertiär-aromatischen aminhärtern
CS272663B1 (en) Undersaturated polyester resins with improved curing
KR20200078735A (ko) 아이소소바이드 기반의 광경화형 조성물 및 그 제조방법
CN111662540B (zh) 一种氨基改性不饱和聚酯树脂
US4634791A (en) Arylamine derivatives which can be incorporated as co-polymerized units in unsaturated resins, the preparation of these derivatives and their use as curing accelerators
US5393830A (en) Laminating resins having low organic emissions
JP4374990B2 (ja) ラジカル重合性樹脂組成物
JPS6220522A (ja) ポリエステルポリ(メタ)アクリレ−トの製造法
US5393800A (en) Two-component coating formulation
US4540741A (en) New unsaturated polyester-based products
JPH0333179B2 (cs)
JPS60110702A (ja) 塗料用樹脂組成物ならびにその製造方法
US2554567A (en) Peroxide-polyester catalyst composition
US5500171A (en) Laminating resins having low organic emissions (II)
CN112851874B (zh) 热固性树脂组合物
CA1053440A (en) Method of bonding with an anaerobically cured adhesive