PL100766B1 - Sposob wytwarzania ploch tkackich - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ploch tkackich metoda laczenia elementów konstrukcyj¬ nych plochy za pomoca specjalnej kompozycji epoksydowej.

Dotychczas plochy tkackie wytwarzane w ten sposób, ze elementy konstrukcyjne plochy laczone sa za pomoca lutu cynowoolowiowego, za pomoca przedzy bawelnianej nasyconej masa bitumiczna, jak równiez za pomoca tworzyw sztucznych.

Wytwarzanie ploch tkackich przez laczenie lutem cynowoolowiowym wymaga specjalnego przygotowania elementów metalowych ploch miedzy innymi przez naniesienie materialów zabezpieczajacych przed zaplynie- ciem lutu np. wapna oraz topników i srodków wytrawiajacych. Prowadzenie procesu odbywa sie w temperaturze powyzej 300°C w warunkach szkodliwych dla zdrowia. Tak wytwarzane plochy posiadaja duze odchylki ksztaltu i wymiarów, naprezenie wewnetrzne spowodowane wysoka temperatura, podatnosc na korozje oraz niska jakosc powierzchni wskutek pozostalosci wapna, topników i srodków wytrawiajacych. Wady te powoduja obnizenie jakosci i trwalosci ploch, a ponadto duza masa ploch spowodowana uzytym lutem cynowoolowio¬ wym wplywa równiez na obnizenie trwalosci elementów konstrukcyjnych krosna. Metoda lutowania nie zapewnia wykonania ploch tkackich o dowolnej pozadanej konstrukcji przy zachowaniu wymaganej dokladnos¬ ci.

Przy wytwarzaniu ploch tkackich przez laczenie elementów konstrukcyjnych ploch przedza nasycona masami bitumicznymi wystepuja trudnosci zwiazane z odpowiednim przygotowaniem przedzy przez nasycenie masa bitumiczna oraz z jej przygotowaniem w procesie laczenia elementów konstrukcyjnych ploch. Proces ten odbywa sie w temperaturze podwyzszonej, w której paruja trujace skladniki mas bitumicznych. Wykonane w ten sposób plochy charakteryzuja sie mala dokladnoscia wykonania i mala trwaloscia eksploatacyjna.

Zastosowanie tworzyw sztucznych do laczenia elementów konstrukcyjnych ploch eliminuje wiele z wymienionych wad wystepujacych przy wytwarzaniu ploch tkackich za pomoca lutowania oraz laczenia elementów konstrukcyjnych za pomoca przedzy nasyconej masa bitumiczna.

Elementy konstrukcyjne plochy mozna laczyc za pomoca zywic epoksydowych utwardzanych polietyle- nopoliaminami jak równiez poliaminoamidami. Takie kompozycje epoksydowe jak równiez wytwarzane przy ich"> 100 766 uzyciu plochy wykazuja szereg wad. Kompozycje maja znaczna lepkosc, dlugi czas utwardzania, szczególnie przy zastosowaniu rozpuszczalników, zas plochy wykazuja niedostateczna trwalosc eksploatacyjna wskutek malej elastycznosci utwardzonej zywicy. Wprowadzenie do kompozycji epoksydowej cieklych polisiarczków organicz¬ nych polepsza znacznie jej elastycznosc po utwardzeniu i trwalosc ploch, ale nie eliminuje innych wad, w szczególnosci dlugiego czasu utwardzania i zbyt dlugiego wstepnego czasu utwardzania uniemozliwiajacego wykonanie w krótkim czasie nastepnych operacji produkcyjnych jak klejenie drugiego grzbietu i prostowanie trzcinek. Czas wstepnego utwardzania w sposób istotny rzutuje na wydajnosc procesu wytwarzania ploch tkackich.

W celu skrócenia czasu utwardzania i czasu wstepnego utwardzania kompozycji epoksydowych zawieraja¬ cych jako utwardzacze polialkilenopoliaminy i maloczasteczkowe poliaminoamidy stosuje sie przyspieszacze jak aminy trzeciorzedowe, glównie trój(dwumetyloaminometylo)fenol (DMP—30) i benzylodwumetyloamine (BDMA), fenole, chlorofenole, bromofenole, nitrofenole, zwiazki zawierajace grupy merkaptanowe jak tiofenole, monotioglicerol, kwasy sulfonowe jak kwas metylo-p-toluenosulfonowy, alifatyczne i aromatyczne kwasy karboksylowe, jak kwas benzoesowy i chlorowcowane kwasy benzoesowe, kwasy wielokarboksylowe jak kwasy ftalowe, kwasy karboksylowe zawierajace grupy hydroksylowe lub merkaptanowe, jak kwas tioglikolowy, tiobenzoesowy, mlekowy, salicylowy oraz chlorowcowane kwasy salicylowe, pochodne kwasów fosforowych jak kwas oktylpfosforowy i fosforyn trójfenylowy, a takze organiczne pochodne kwasu borowego.

Skuteczne jak przyspieszacze zwiazki merkaptanowe jak kwas tioglikolowV i tiofenole maja intensywny, nieprzyjemny zapach, co uniemozliwia lub ogranicza ich stosowanie. Kwasy karboksylowe nie zawierajace innych grup funkcyjnych sa malo skuteczne przy utwardzaniu kompozycji w temperaturze pokojowej.

Wszystkie kwasy karboksylowe, pochodne kwasów fosforowych, fenole i ich pochodne stosowane sa glównie w kompozycjach epoksydowych przeznaczonych dla budownictwa na beton. W kompozycjach stykaja¬ cych sie z metalami moga powodowac ich korozje a takze pogarszac wlasnosci dieelektryczne.

Aminy trzeciorzedowe maja bardzo nieprzyjemny zapach i sa silnie toksyczne. Znaczne skrócenie czasu utwardzania i czasu wstepnego utwardzania wymaga wprowadzenia do kompozycji znacznych ilosci tych przyspieszaczy, co w kompozycjach z utwardzaczami poliaminoamidowymi powoduje koniecznosc zmniejszenia udzialu tych utwardzaczy nadajacych kompozycjom dobra adhezje do metali. W kompozycjach epoksydowych z cieklymi polisiarczkami aminy trzeciorzedowe sa malo skuteczne jako przyspieszacze. Wszytkie te wady utrudniaja czesto prawidlowe wykonanie wyrobów. Kwasy karboksylowe zmieszane z aminami moga tworzyc sole. Jest to zalezne od temperatury powstajacej podczas mieszania w wyniku reakcji grup karboksylowych z aminowymi. Wprowadzenie do kompozycji epoksydowej niewielkiej ilosci kwasu karboksylowego powoduje bardzo maly wzrost temperatury i przejscie w niewielkim stopniu dodanego kwasu karboksylowego w sól z amina. Ukladem przyspieszajacym jest w tym przypadku kwas karboksylowy i jego sól z amina. Grupy karboksylowe kwasów organicznych wchodza w reakcje z grupami epoksydowymi w temperaturze powyzej 100°C.

W kompozycjach z polialkilenopoliaminami lub poliaminoamidami, kiedy utwardzanie wstepne nastepuje w temperaturze pokojowej a dotwardzanie w temperaturze nie wyzszej niz 70°C, kwasy takie pozostaja nie wbudowane w strukture kompozycji i pogarszaja ich wlasnosci. Bardzo skutecznym przyspieszaczem jest kwas salicylowy, ale wykazuje te same niekorzystne wlasnosci.

Korzystne okazalo sie przygotowanie przyspieszcza przez zmieszanie 1—2 gramoczasteczek kwasu z 1 gramoczasteczka polialkielnopoliaminy, najlepiej trójetylenoczteroaminy w temperaturze od 90° do 120°C powstalej w wyniku egzotermicznej reakcji tych skladników. W tych warunkach powstaje mieszanina soli i amidu. Przeprowadzenie kwasów karboksylowych zawierajacych grupy hydroksylowe w amidy przez reakcje z polialkilenopoliaminami umozliwia podczas dotwardzania kompozycji w temperaturze 40°—70°C dwustronne wbudowanie przyspieszacza w strukture kompozycji, co pozwala na wprowadzenie wiekszych ilosci przyspiesza¬ cza i eliminuje wymienione wady kwasów karboksylowych.

Mieszanina amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy oraz soli kwasu salicylowego i trójetyleno¬ czteroaminy latwo miesza sie z kompozycjami epoksydowymi i skraca korzystnie ich czas zelowania i utwardza¬ nia tak, ze latwo mozna wykonac wiele operacji przetwórczych, na przyklad operacji laczenia elementów, a równoczesnie umozliwia szybkie wykonywanie klejonych operacji po wstepnym utwardzeniu.

Okazalo sie, ze plochy takie o wysokiej jakosci przy równoczesnie wydajnym procesie technologicznym o odpowiednich warunkach pracy, mozna wytwarzac przez laczenie elementów konstrukcyjnych ploch kompozycja epoksydowa zawierajaca jako przyspieszacz mieszanine soli kwasu salicylowego i trójetylenocztero¬ aminy oraz amidu kwasu salicylowego A trójetylenoczteroaminy w ilosci od 0,2 do 10 czesci wagowych na 100 czesci wagowych maloczasteczkowego produktu reakcji epichlorohydryny z p,p'-dwuhydroksydwufenylopropa-100766 3 nem (zywicy epoksydowej), przy czym kompozycje epoksydowa z tymi przyspieszaczami utwardzania nanosi sie na polaczone znanymi sposobami elementy konstrukcyjne plochy lub na elementy konstrukcyjne plochy»które laczy sie znanymi sposobami, a nastepnie kompozycje epoksydowa utwardza sie.

Kompozycje epoksydowe zawierajace ciekle zywice epoksydowe, polialkilenopoliaminy, maloczasteczko* we poliaminoamidy, ciekle polisiarczki oraz mieszanine soli i amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroami- ny, a w szczególnych przypadkach takze rozpuszczalniki, pigmenty, napelniacze, pyl aluminiowy, eter fenylówoglicydowy, alkohol benzylowy i alkohol furfurylowy odznaczaja sie odpowiednim dla wytwarzania róznego typu ploch tkackich czasem zycia i czasem zelowania oraz stosunkowo krótkimi czasami wstepnego utwardzania i calkowitego utwardzenia. Czasy te skracaja sie jeszcze bardziej przy podgrzaniu wykonywanych ploch (sklejonych) temperatury 30°-70°C.

Plochy tkackie wytwarzane wedlug wynalazku metoda laczenia elementów konstrukcyjnych takimi kompozycjami odznaczaja sie duza dokladnoscia wykonania, przy kazdej konstrukcji plochy, malym ciezarem, elastycznoscia polaczen oraz duza odpornoscia na uderzenia, co w efekcie zapewnia im dobra wytrzymalosc eksploatacyjna.

Wytwarzanie ploch tkackich wedlug wynalazku metoda laczenia elementów konstrukcyjnych za pomoca kompozycji epoksydowych zawierajacych jako przyspieszacz mieszanine soli i amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy przebiega z duza wydajnoscia bez pogorszenia warunków pracy. Przyspieszacz bedacy mieszanina soli kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy oraz amidu kwasu salicylowego i trójetylenocztero¬ aminy wytwarza sie w egzotermicznej reakcji przez zmieszanie 1 gramoczasteczki strójetylenoczteroaminy i 1 -2 gramoczasteczek kwasu salicylowego i korzystnie nastepnie ogrzanie produktu w temperaturze 130—180°C, a najkorzystniej w temperaturze 130°—150°C wciagu 0,5—2 godzin. Produkt wytworzony z równomolowych ilosci substratów jest klarowna ciecza przechodzaca stopniowo w czasie przechowywania w temperaturze pokojowej w metniejace cialo pólstale i wykazuje zapach trójetylenoczteroaminy. Produkt wytworzony z 2 gramoczasteczek kwasu salicylowego i 1 gramoczasteczki trójetylenoczteroaminy nie wykazuje zapachu trójety¬ lenoczteroaminy nawet w temperaturze podwyzszonej i jest praktycznie nietoksyczny.

Okazalo sie, ze metnieniu produktu i przechodzeniu w cialo pólstale w czasie przechowywania zapobiega dodanie 0,05—0,25%, najkorzystniej 0,1-0,15% kwasu ortofosforowego przed ogrzaniem w temperaturze 130°-180°C, a najkorzystniej w temperaturze 130°-150°C.

Do wytwarzania ploch tkackich metoda laczenia elementów konstrukcyjnych ploch za pomoca kompozycji epoksydowej wedlug wynalazku, jako zywice epoksydowe stosuje sie maloczasteczkowe produkty reakqi p,p*-dwuhydroksydwufenylopropanui epichlorohydryny,jako maloczasteczkowe poliaminoamidy stosuje sie produkty reakcji dimeryzowanych kwasów tluszczowych i ich estrów z polialkilenopoliaminami w ilosci do 120 czesci wagowych zywicy epoksydowej, jako polialkilenopoliaminy stosuje sie etylenodwuamine, propyleno- dwuamine, dwuetylenotrójamine, dwupropylenotrójamine i trójetylenoczteroamine lub ich mieszaniny w ilosci do 12 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej,jako ciekle polisiarczki organiczne stosuje sie produkty kondensacji dwu-(2-chloroetylo)formalui dwusiarczku sodu.

Przyklad I. Do mieszalnika wsypuje sie 4,6 kg kwasu salicylowego i wprowadza sie 4,86 kg trójetylenoczteroaminy o liczbie aminowej 1189 i uruchamia mieszadlo. Temperatura wzrasta samorzutnie do 110°C. Produkt ogrzewa sie w czasie 1 godziny w temperaturze 130°C. Wytworzony przyspieszacz jest w temperaturze pokojowej ciecza wykazujaca zapach trójetylenoczteroaminy przechodzaca stopniowo w cialo pólstale. Zawartosc wody wynosi 1,5%, co swiadczy o zawartosci w produkcie 24% amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy.

Kompozycja o nastepujacym skladzie: Maloczasteczkowy produkt reakcji epichlorohydryny z p,p'-dwuhydroksydwufenylopropanu (Epidian 5) — 100 czesci wagowych Maloczasteczkowy poliaminoamid (saduramid 140) — 50 czesci wagowych Przyspieszacz wedlug przykladuI - 5 czesci wagowych ma czas zelowania 95 minut, czas wstepnego utwardzania okolo 120 minut, wytrzymalosc na rozciaganie po dotwardzeniu wciagu 2 godzin w temperaturze 70°C—400 kG/cm2 i wytrzymalosc na scinanie spoiny sklejonych blach stalowych, utwardzonej i dotwardzonej w tych samych warunkach 120 kG/cm2 • Czas zelowania kompozycji z dodatkiem przyspieszacza i cieklego polisiarczku (Thioplastu G-3) wynosi 90 minut, czas zelowania kompozycji bez Thioplastu G—3 i bez przyspieszacza wynosi 5 godzin a czas wstepnego utwardzania okolo 10 godzin.

Przyklad II. Do mieszalnika wsypuje sie 4,6 kg kwasu salicylowego czystego, wprowadza sie 4,8 kg trójetylenoczteroaminy i uruchamia mieszadlo Temperaturawzrasta samorzutnie do 115°C, Do produktu dodaje4 100 766 sie 10 g kwasu ortofosforowego i ogrzewa zawartosc mieszalnika w czasie 2 godzin w temperaturze 150°C.

Produkt jest w temperaturze pokojowej stabilna, nie metniejaca w czasie przechowywania ciecza. Zbadanej próbki produktu oddestylowuje sie azeotropowo z toluenem w temperaturze 130°C ilosc wody swiadczaca, ze w produkcie znajduje sie 30% amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy.

Kompozycja o nastepujacym skladzie: Maloczasteczkowy produkt reakcji p,p'-dwuhydro- ksydwufenylopropanu i epichlorohydryny (Epidian 5) — 100 czesci wagowych *• Maloczasteczkowy poliaminoamid (Saduramid 140) — 50 czesci wagowych Przyspieszacz wedlug przykladuII — 5 czesci wagowych ma czas zelowania 90 minut, czas wstepnego utwardzania okolo U0 minut i wytrzymalosc na rozciaganie po dotwardzeniu w czasie 2 godzin w temperaturze 70°C-420 kG/cm2. Wytrzymalosc na scinanie spoiny sklejonych blach stalowych utwardzanej i dotwardzanej w tych samych warunkach wynosi 130 kG/cm2.

Przyklad III. Do reaktora wsypuje sie 6 kg kwasu salicylowego, wprowadza sie 5 kg trójetylenocztero¬ aminy i uruchamia mieszadlo. Temperatura wzrasta samorzutnie do 120°C Do produktu dodaje sie 14 g kwasu ortofosforowego i ogrzewa zawartosc reaktora do temperatury 150°C w czasie 1 godziny. Powstala w reakcji amidowania wode oddestylowuje sie azeotropowo z toluenem w temperaturze 110°—120°C w ilosci 0,25 kg co swiadczy o obecnosci w produkcie 35% amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy. Produkt jest w temperaturze pokojowej stabilna w czasie ciecza o duzej lepkosci, lekkim zmetnieniu i bardzo slabo wyczuwalnym zapachu trójetylenoczteroaminy.

Kompozycja o nastepujacym skladzie: Maloczasteczkowy produkt reakcji p,p*-dwuhydro- ksydwufenylopropanu i epichlorohydryny (Epidian5) — 100 czesci wagowych Maloczasteczkowy poliaminoamid (Saduramid 140) — 50 czesci wagowych Przyspieszacz wedlug przykladuIII - 5 czesci wagowych ma czas zelowania 85 minut i czas wstepnego utwardzania okolo 110 minut.

Przyklad IV. Do mieszalnika wsypuje sie 0,46 kg kwasu salicylowego i wprowadza sie chlodzac podczas ciaglego mieszania 0,48kg trójetylenoczteroaminy. Temperatura wzrasta,do 70°C. Produkt jest w temperaturze pokojowej cialem pólstalym o zawartosci amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy 1—5%. Czas zelowania kompozycji wynosi 30 minut.

P r z y k l a,d, V. Kompozycje epoksydowa do wytwarzania ploch laczonych drutem przygotowuje sie przez zmieszanie nastepujacych skladników: Maloczasteczkowy produkt reakcji p,p*-dwuhydro- ksydwufenylopropanu i epichlorohydryny (Epidian 5) — 100 g Trójetylenoczteroamina(UtwardzaczZ—1) - 5 g Utwardzacz poliaminoamid owy (Versamid 125) — 50 g Ciekly polisiarczek (Thioplast G-3) - 15 g Talk - 10 g Pylaluminiowy — 2 g Pigment - 0,3 g Przyspieszacz wedlug przykladuI — 5 g Przyklad VI. Kompozycje epoksydowa do wytwarzania ploch laczonych drutem przygotowuje sie przez zmieszanie nastepujacych skladników: Maloczasteczkowy produkt reakcji p,p*-dwuhydro- ksydwufenylopropanu i epichlorohydryny (Epidian 5) 100 g Utwardzacz poliaminoamidowy (Versamid 125) 100g Ciekly polisiarczek (ThioplastG-3) 30 g Talk 30 g Krzemionka koloidalna(Aerosil) 5 g Przyspieszacz wed lug przykladuII 7 g Przyklad VII. Kompozycje epoksydowa do wytwarzania ploch wiazanych sznurkiem przygotowuje sie przez zmieszanie nastepujacych skladników: Maloczasteczkowy produkt reakcji p,p'-dwuhydro- ksydwufenylopropanu i epichlorohydryny (Epidian 5) 100 g Trójetylenoczteroamina(UtwardzaczZ—1) 10 g Ciekly polisiarczek (ThioplastG-3) 40 g100 766 5 Pigment 03 g Ksylen 50 g Przyspieszacz wedlug przykladuI 6 g Przyklad VIII. Kompozycje epoksydowa do wytwarzania ploch wiazanych Szurkiem przygotowuje sie przez zmieszanie nastepujacych skladników: Maloczasteczkowy produkt reakcji p,p'-dwuhydro- ksydwufenyloprópanu i epichlorohydryny (Epidian 5) 100 g Trójetylenoczteroamina(UtwardzaczZ—1) 7 g Utwardzacz poliaminoamidowy (Versamid 125) 20 g Ciekly polisiarczek (ThioplastG-3) 15 g Ksylen 30 g Pigment 03g Przyspieszacz wedlug przykladuII 6 g Przyklad IX. Na metalowe elementy konstrukcyjne plochy nanosi sie kompozycje epoksydowa wedlug przykladu VI. Tak przygotowane elementy sklada sie w jedna calosc i utwardza sie wstepnie kompozycja epoksydowa w temperaturze pokojowej wciagu 5 godzin, a nastepnie dotwardza sie 2 godziny w temperaturze 60°C lub 24 godziny w temperaturze pokojowej.

Zamiast kompozycji przygotowanej wedlug przykladu VI. mozna zastosowac kompozycje przygotowana wedlug przykladu V.

Przyklad X. Na polaczone za pomoca sznurka stalowe i drewniane elementy konstrukcyjne plochy, w miejscu polaczenia nanosi sie przez zanurzanie kompozycje epoksydowa przygotowana wedlug przykladu VII i utwardza sie wstepnie w temperaturze pokojowej w ciagu 4 godzin, a nastepnie dotwardza przez 4 godziny w temperaturze 40°C, lub 24 godziny w temperaturze pokojowej.

Zamiast kompozycji przygotowanej wedlug przykladu VII mozna zastosowac kompozycje przygotowana wedlug przykladu VIII.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania ploch tkackich przez polaczenie elementów konstrukcyjnych plochy za pomoca kompozycji epoksydowej skladajacej sie z cieklej zywicy epoksydowej, polialkilenopoliaminy,maloczasteczko- wego poliaminoamidu, cieklego polisiarczku organicznego a w szczególnych przypadkach rozpuszczalnika, pigmentu, napelniacza, pylu aluminiowego, eteru fenylowo-glicydowego, alkoholu benzylowego i alkoholu furfurylowego, znamienny tym, ze jako przyspieszacze utwardzania stosuje sie mieszanine soli kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy oraz amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy w ilosci od 0,2 do 10 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej, przy czym kompozycje epoksydowa z tymi przyspieszaczami utwardzania nanosi sie na polaczone znanymi sposobami elementy konstrukcyjne plochy lub na elementy konstrukcyjne plochy, które laczy sie ze soba znanymi sposobami, a nastepnie kompozycje epoksydowa sie utwardza.

2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze stosuje sie wytworzona w temperaturze 90°-180°C w wyniku reakcji egzotermicznej 1 gramoczasteczki trójetylenoczteroaminy oraz 1—2 gramoczasteczek kwasu salicylowego, korzystnie z dodatkiem 0,05—0,25% kwasu ortofosforowego mieszanine przyspieszaczy zawierajaca od 5 do 50% amidu kwasu salicylowego i trójetylenoczteroaminy.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako zywice epoksydowe w kompozycji do wytwarzania ploch tkackich stosuje sie maloczasteczkowe produkty reakcji p,p'-dwuhydroksydwufenylopropa- nu i epichlorohydryny, jako maloczasteczkowe poliaminoamidy stosuje sie produkty reakcji dimeryzowanych kwasów tluszczowych i ich estrów z polialkilenopoliaminami w ilosci do 120 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej, jako polialkilenopoliaminy stosuje sie etylenodwuamine, propylenodwuamine, dwuetylenotrójamine, dwupropylenotrójamine i trójetylenoczteroamine lub ich mieszaniny w ilosci do 12 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksydowej, jako ciekle polisiarczki organiczne stosuje sie produkty kondensacji dwu-(2-chloroetylo)formalu i dwusiarczku sodu.