CS273355B1

CS273355B1 - Thixotropic epoxy composition

Info

Publication number: CS273355B1
Application number: CS427588A
Authority: CS
Inventors: Ivo Ing Wiesner
Original assignee: Wiesner Ivo
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS427588A1

Abstract

The invention concerned thixotropic compositions for applying coatings with reduced flow or no flow. The essence of the invention is a composition on a base of epoxy resin containing 2 to 6 % by weight carbon black with active surface of 650 to 1,200 m<2>/g. The invention can be used in the construction industry for production of conductive coatings of construction work.

Description

Vynález se týká tixotropní epoxidové kompozice.The invention relates to a thixotropic epoxy composition.

V technické praxi je často nezbytné povlékání svislých nebo skloněných stěn povlaky z pryskyřičných kompozic. Je žádoucí, aby nanášená kompozice nestékala a vytvořila rovnoměrný dostatečně silný ochranný film. Takové případy nastávají na příklad při izolacích betonových nádrží, betonových opěrných sloupů, zásobních nádrží a podobně. Pro nanášení je nezbytné, aby kompozice neměla příliš velkou viskozitu, která jinak negativně ovlivňuje zejména roztíratelnost a slévatelnost. Nízkoviskozní kompozice se sice dobře roztírají i slévají, ale rychle stékají. Je proto nezbytné do kompozic zavést tixotropní efekt, který omezí nebo odstraní nežádoucí stékavost, ale dovolí zachovat ještě vyhovující roztíratelnost a stékavost. Tixotropního efektu u epoxidových kompozic se dosahuje velmi obtížně a tato problematika dosud není ani teoreticky ani prakticky příliš prozkoumaná. Podle stávajícího stavu techniky se do epoxidových kompozic zavádí žádaný tixotropní efekt buSto vmícháním jemných kovových prachů, aerosilu, nebo bentonity upravenými kovovými mýdly, kvartemími amoniovými sloučeninami a dalšími látkami podobného typu. Dílčích efektů podobných tixotropii se vzácně dosahuje přídavkem některých polymerů rozpustných v kompozici, jako na příklad polyvinylbutyralu, polyvinylacetátu atd. Vážným nedostatkem v dosavadním stavu techniky je nutnost použiti značného množství látek vyvolávajících tixotropní efekt, obvykle nejméně 5 % hmot. (aerosil), ale také až 40 % hmot. (grafitové prachy). Relativně nejáčinnější aerosil způsobuje značný pokles pevnosti v tahu, tažnosti, rázové houževnatosti a vzrůst křehkosti, což je obecně nežádoucí. Také negativně jě ovlivněna adheze a koheze vytvrzených hmot ke kovovým podkladům.In technical practice, coating of vertical or inclined walls with coatings of resin compositions is often necessary. It is desirable that the applied composition does not flow and form an even sufficiently strong protective film. Such cases occur, for example, in the insulation of concrete tanks, concrete support columns, storage tanks and the like. For application it is necessary that the composition does not have too high a viscosity which otherwise negatively affects in particular spreadability and castability. Low viscosity compositions, while spreading and blending well, run down quickly. It is therefore necessary to introduce a thixotropic effect into the compositions which will reduce or eliminate undesirable drainage, but still allow for satisfactory spreadability and flowability. The thixotropic effect of epoxy compositions is very difficult to achieve, and the problem is not yet theoretically or practically much explored. According to the prior art, the desired thixotropic effect is introduced into the epoxy compositions either by mixing fine metal dusts, aerosol, or bentonite with treated metal soaps, quaternary ammonium compounds and other substances of a similar type. Thixotropy-like partial effects are rarely achieved by the addition of some polymers soluble in the composition, such as polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, etc. A serious drawback in the prior art is the need to use a considerable amount of thixotropic-inducing substances, usually at least 5 wt. % (aerosil), but also up to 40 wt. (graphite dusts). The relatively most active aerosol causes a significant decrease in tensile strength, ductility, impact strength and brittleness, which is generally undesirable. The adhesion and cohesion of the cured materials to metal substrates are also negatively affected.

Lze konstatovat, že ve většině případů lze vhodnými plnivy dosáhnout regulace stékavosti, avšak za tixotropní efekt se platí značným poklesem mechanických parametrů. Jiné řešení problému tixotropních kompozic nebylo zatím v dostupné literatuře popsáno.It can be stated that in most cases it is possible to achieve flow control by suitable fillers, but the thixotropic effect is paid by a significant decrease of mechanical parameters. Another solution to the problem of thixotropic compositions has not been described so far in the available literature.

Na základě rozsáhlých a časově náročných experimentálních prací jsme nyní nalezli, že vynikají tixotropie i regulace stékavosti lze dosáhnout v případě epoxidových kompozic podle vynálezu formulovaných tak, že obsahují 2 až 6 % hmot. dispergovaných sazí o aktivním povrchu 650 až 1 200 m /g. Závisle na množství sazí a velikosti jejich aktivního povrchu jsou sazové disperze tixotropní a slévateiné, nebo až tixotropně pastovité. Sazové disperze mají specifickou mikrostrukturu, ve které řetízky disperzních částic sazí vytvářejí více nebo méně pravidelnou prostorovou síí uzavírající v okách vlastní kapalnou kompozici. Dispergace se provádí obvykle v dispergačních mlýnech, kalandrech, kulových mlýnech a podobně, což je obecně známá technika. Sazové disperze jsou zcela homogenní kompozice, u kterých nedochází ani po dlouhodobém kolísání teploty a skladování k poruše tixotropního charakteru a odsazování kapalné složky. Zpracovávají se míšením se známými tvrdidly a vytvrzené hmoty mají nejen dobré mechanické parametry, ale také velmi dobrou elektrickou vodivost.Based on extensive and time-consuming experimental work, we have now found that thixotropy and flow control can be achieved with the epoxy compositions of the invention formulated to contain 2 to 6% by weight. dispersed carbon black with an active surface area of 650 to 1200 m / g. Depending on the amount of the carbon black and the size of its active surface, the carbon black dispersions are thixotropic and castable, or even thixotropic paste. Carbon black dispersions have a specific microstructure in which the chains of dispersed carbon black particles form a more or less regular spatial network enclosing the liquid composition in the eyes. The dispersion is usually carried out in dispersion mills, calenders, ball mills and the like, which is a generally known technique. Carbon black dispersions are completely homogeneous compositions which, even after long-term temperature and storage fluctuations, do not exhibit a thixotropic disturbance and liquid component separation. They are processed by mixing with known hardeners and the cured materials have not only good mechanical parameters but also very good electrical conductivity.

Při výrobě tixotropních kompozic podle vynálezu se používají dianové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 340 až 650, které se mísí s 10 až 40 % hmot. reaktivních a/nebo nereaktivních ředidel, jako jsou glycidyletery monofenolů, glycidyletery alkoholů, glycidylestery, glycidylaminy, estery kyseliny akrylové, maleinov^, fumarové, karbonáty odvozené od 1,2-diolů, estery kyseliny fosforité, citrónové, adipové, ftalové, estery epoxidovaných mastných kyselin a podobně. Nereaktivních ředidel se obvykle nepoužívá více než 20 % hmot.In the preparation of the thixotropic compositions of the invention, diane epoxy resins having an average molecular weight of 340 to 650 are used, which are mixed with 10 to 40% by weight. reactive and / or non-reactive diluents, such as glycidyl ethers of monophenols, glycidyl ethers of alcohols, glycidyl esters, glycidylamines, esters of acrylic acid, maleic acid, fumaric, carbonates derived from 1,2-diols, phosphorous, citric, adipic, phthalic, esters of epoxidic esters acids and the like. Non-reactive diluents typically do not use more than 20 wt.

Vytvrzování kompozic podle vynálezu se uskutečňuje známými polyaminickými a polyaminoamidickými typy tvrdidel, jejich adukty nebo polykondenzáty a podobně.Curing of the compositions according to the invention is effected by known polyamine and polyaminoamide hardener types, their adducts or polycondensates and the like.

CS 273355 BlCS 273355 Bl

Příklad 1Example 1

900 g dianové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 345 se mísí se900 g of a diane epoxy resin having an average molecular weight of 345 is mixed

100 g etylenkarbonátu. V dispergačnim mlýnu se mísí 979 g této kapalné směsi s 21 g 2 sazí s aktivním povrchem 1.160 m /g. Získá se tixotropní roztíratelná sazová disperze Bytě černé barvy. 100 g sazové disperze se mísí s 13,5 g dietylentriaminu a homogenní tixotropní kompozic· se nechá při p.kojové teplotě vytvrdit. Kompozice nanesená na svislou stěnu nejeví stékavost do vytvrzení. Vytvrzená hmota má pevnost v tahu 36,7 MPa tažnost 3,9 % a rázovou houževnatost 9,7 kJ/m², měrný elektrický odpor je 5,7 x 10^ ohm. cm.100 g ethylene carbonate. In a dispersion mill 979 g of this liquid mixture are mixed with 21 g of 2 carbon black with an active surface of 1.160 m / g. A thixotropic, spreadable Beige black dispersion is obtained. 100 g of the carbon black dispersion is mixed with 13.5 g of diethylenetriamine, and the homogeneous thixotropic composition is allowed to cure at room temperature. The composition applied to the vertical wall does not exhibit trickling until curing. The cured mass has a tensile strength of 36.7 MPa, an elongation of 3.9% and an impact strength of 9.7 kJ / m ² , the specific electrical resistance being 5.7 x 10 µm. cm.

Přiklad 2Example 2

600 g epoxidové ,diánové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 645 se roztaví a při 110 až 115 °C mísí se 100 g dietylenglykoldiakrylátu a 300 g 2-etylhexylakrylátu. Pomocí ultrazvukového dispergátoru se v 940 g kapalné kompozice při 30 až 32 °C disperguje 60 g sazí o aktivním povrchu 650 m²/g. Získá se tixotropní pastovitá sazová disperze a velmi dobrou roztíratelností. 100 g sazové disperze se mísí s 16,5 g aduktu dietylentriaminu s epoxidovou pryskyřici o střední molekulární hmotnosti 385, připraveného v molárním poměru složek 6 : 1. Homogenní tixotropní kompozice je vhodná na příklad pro vyrovnáni hrubého povrchu svislých betonových stěn. Vytvrzená hmota má o pevnost v tahu 45,6 MPa, tažnost 6,5 % a rázovou houževnatost 12,9 kJ/m . Měrný elektrický odpor je 1,8 x lO^ohm. cm.600 g of a 645 average molecular weight epoxy resin of 645 are melted and mixed at 100 to 115 ° C with 100 g of diethylene glycol diacrylate and 300 g of 2-ethylhexyl acrylate. With the aid of an ultrasonic dispersant, 60 g of carbon black with an active surface of 650 m ² / g are dispersed in 940 g of the liquid composition at 30 to 32 ° C. A thixotropic pasty soot dispersion and very good spreadability is obtained. 100 g of the carbon black dispersion is mixed with 16.5 g of an adduct of diethylenetriamine with an average molecular weight epoxy resin of 385, prepared in a molar ratio of components of 6: 1. The cured mass has a tensile strength of 45.6 MPa, an elongation of 6.5% and an impact strength of 12.9 kJ / m. The resistivity is 1.8 x 10 ^ ohm. cm.

Příklad 3Example 3

700 g dianové epoxidové pryskyřice o střední molekulové hmotnosti 425 se mísí se 150 g tributylcitrátu a 150 g metylbutylmaleátu. D© dispergátoru se předloží 970 g 2 ^v kapalné směsi a 30 g sazí o aktivním povrchu 820 m /g, 0,1 g silikonového odpěnovače Lukosan M02. Získá se tixotropní sazová disperze s vynikající roztíratelností, vhodná pro přípravu vodivých povlaků betonových zásobníků. 100 g tixotropní disperze se mísí se 16,5 g polyetylenpolyaminů o ekvivalentní hmotnosti 41. Vytvrzená hmota má pevnost v tahu 29,8 MPa, tažnost 18,9 % a rázovou houževnatost 25,1 kJ/m². Měrný elektrický odpor je 5,3 x 10^ ohm.cm.700 g of a 425 MW average epoxy resin are mixed with 150 g of tributyl citrate and 150 g of methyl butyl maleate. 970 g of 2 ^{in a} liquid mixture and 30 g of active carbon black 820 m / g, 0.1 g of Lukosan M02 silicone defoamer are introduced into the dispersant. A thixotropic carbon black dispersion having excellent spreadability is obtained, suitable for the preparation of conductive coatings of concrete containers. 100 g of thixotropic dispersion are mixed with 16.5 g of polyethylene polyamines having an equivalent weight of 41. The cured mass has a tensile strength of 29.8 MPa, an elongation of 18.9% and an impact strength of 25.1 kJ / m ² . The resistivity is 5.3 x 10 ^ ohm.cm.

Claims

A thixotropic epoxy composition comprising 2 to 6 wt.

dispersed carbon black with an active surface of 650 to 1,200 m / g.