PL129725B1 - Method of hardening of epoxide compositions - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania kompozycji epoksydowych z zastosowaniem bez¬ wodnika maleinowego i weglowodorów terpeno¬ wych, poprzez wytworzenie adduktu- bezwodnika kwasowego, w obecnosci katalizatora kwasowego •oraz ze zwiazków zawierajacych "grupy hydroksy¬ lowe, ewentualnie z dodatkiem przyspieszaczy utwardzania i srodków pomocniczych.Ze znanych sposobów utwardzania zywic epo¬ ksydowych, jako najblizsze stanem techniki wy¬ mienic nalezy- sposoby wedlug opisów patentowych PRL numery: 93 044, 102 012 oraz 103 656. Polegaja one na ogrzewaniu kompozycji epoksydowych z ad- duktem weglowodorów terpenowych z bezwodni¬ kiem maleinowym wytworzonym w obecnosci ka¬ talizatora kwasowego, modyfikowanym zwiazkami zawierajacymi co najmniej dwie grupy hydroksy¬ lowe w czasteczce.Utwardzanie podanym sposobem prowadzi sie z dodatkiem katalizatorów utwardzania, tak zwa¬ nych przyspieszaczy (opisy patentowe numery 102.012 czy 93 044) lub przyspieszaczy utajonych, co znane jest. z wyzej podanego opisu . patentowego nr 108 636...W opisanym procesie utwardzania zywic epoksy¬ dowych zasadnicza niedogodnosc stanowi usuwanie ze srodowiska reakcji katalizatora kwasowego sta¬ nowiacego kwas fosforowy, stosowanego w proce¬ sie . otrzymywania adduktu weglowodorów terpe¬ nowych z bezwodnikiem maleinowym. 15 20 25 30 Obecnosc katalizatora w bezwodniku eliminuje mozliwosc utwardzania zywic z ^przeznaczeniem na przyklad na wytwory elektrotechniczne. Nato¬ miast stosowana dotychczas metoda pozbywania sie katalizatora kwasowego droga destylowania, addu¬ ktu jest. bardzo uciazliwa i wymaga uzycia wyso¬ kich temperatur.Sposób wedlug wynalazku pozwala na utwardza-, nie zywic epoksydowych z zastosowaniem wyzej wymienionych komponentów, to jest bezwodnika maleinowego i weglowodorów terpenowych poprzez wytworzenie adduktu — bezwodnika kwasowego w obecnosci katalizatora kwasowego oraz ze zwiaz¬ ków zawierajacych grupy hydroksylowe w cza¬ steczce, eliminujac jednoczesnie uciazliwy proces usuwania katalizatora ze srodowiska reakcji.Wedlug wynalazku, uzyskana w wyniku ogrze¬ wania bezwodnika maleinowego i weglowodorów terpenowych w obecnosci katalizatora kwasowego mieszanine zawierajaca addukt — bezwodnik kwa¬ sowy, -traktuje sie tlenkiem cynku lub .wapnia, albo korzystnie wodorotlenkiem wapnia w ilosci '80—105% ilosci stechi-ómetrycznie wyliczonej w sto¬ sunku do katalizatora kwasowego, po czym po od¬ dzieleniu wytraconego osadu i oddestylowaniu nie- przereagowanych substratów i wydzielonych pro¬ duktów reakcji, produkt ogrzewa sie w tempera¬ turze od 70—200°C z mieszanina zywicy epoksy¬ dowej * ze zwiazkiem zawierajacym co najmniej 129 725129 725 dwie grupy hydroksylowe w czasteczce stosujac 0,1 do 3 mola grup hydroksylowych na 100 g bezwodnika a zwlaszcza gliceryne, glikole, jak glikol etylenowy, propylenowy, butanodiol 1,4, trój- metyloloipropan. 5 W celu skrócenia czasu reakcji i obnizenia tem¬ peratury utwardzania kompozycji uzyskanych we¬ dlug wynalazku, wprowadza sie dodatkowo znane przyspieszacze w postaci amin trzeciorzedowych, amin czwartorzedowych, zasad Mannicha i inne. 10 Do kompozycji stosowanych zwlaszcza do odlewa¬ nia i zalewania urzadzen elektrycznych wprowadza sie znane napelniacze jak maczka porcelanowa, uwodniony tleneik glinu, weglan wapnia.' Uzyskana kompozycja charakteryzuje sie od- 15 ksztalceniem cieplnym wedlug Martensa w za¬ kresie 1001—110°C i udarnoscia wedlug Charpy'ego od 12—16. kJ/m*.Alternatywnym rozwiazaniem sposobu utwardza¬ nia kompozycji epoksydowych wedlug wynalazku 20 jest poddanie adduktu stanowiacego bezwodnik kwasowy, po usunieciu katalizatora kwasowego opisanym' wyzej sposobem, modyfikacji zwiazkiem zawierajacym co najmniej dwie grupy hydroksy¬ lowe w , czasteczce, a nastepnie' ogrzewaniu otrzy- 25 manego produktu z zywica epoksydowa w opisany wyzej sposób, z dodatkiem lub bez srodków po¬ mocniczych i przyspieszaczy utwardzania.Otrzymana w opisany sposób utwardzona zywica charakteryzuje sie odksztalceniem cieplnym wg 30 Martensa w zakresie 100 —11.0°C i udarnoscia wg Charpy'ego od 12—116 kJ/m2.Przyklad I. Do kolby zaopatrzonej w mie¬ szadlo mechaniczne, chlodnice zwrotna i termo¬ metr zawierajacej 10 g HaPO* 85% i 300 g bez- 35 wodnika maleinowego, ogrzewanego do tempera¬ tury 140'—I150°C dodano 540 g terpentyny, w takim tempie, aby temperatura mieszaniny reakcyjnej ni2 przekroczyla 180°C. Po dodaniu calej ilosci ter¬ pentyny, mieszanie i ogrzewanie w temperaturze 40 1&0°C kontynuowano przez 3 godziny. Nastepnie dodano 7,2 g 90% roztworu wodorotlenku, wapnia i proces zobojetnienia prowadzono przez dalsze 3 godziny w temperaturze: 180°C. Po zakonczeniu procesu zobojetnienia nieprzereagowana terpentyne 45 i wydzielona wode oddestylowano pod cisnieniem 20:—30-• 1,333224/10P Pa w zakresie temperatur - 18tf—200°C. Na koniec otrzymany bezwodnik pod¬ dano filtracji w temperaturze 100—il40°C. Otrzy¬ mano 720 g bezwodnika o . liczbie kwasowej 50 380 mg KOH/g i lepkosci 40 m • Pa • s w 90°C.Przyklad I. 110 g otrzymanego bezwodni¬ ka kwasowego zmieszano ze 100- g zywicy epok¬ sydowej o liczbie epoksydowej 0,5 gramorówno- wazników epoksydowych/100 g stanowiacej eter 55 glicydylowy pp'dwuhydroksydwufenylopropaniu za¬ wierajacy 5,5 g gliceryny. Do uzyskanej mieszaniny dodano 0,3 g 2,4,6-trój/dwumetyloaminometylo/ie- nolu i utwardzono w formie w temperaturze 150°C przez okres 24 godzin. Uzyskano utwardzona kom- 60 pozycje o udstrnosci wg Charpy'ego 13 kJ/m2 i od¬ ksztalceniu cieplnym wg Martensa 105°C. , Przyklad III. 110 g bezwodnika kwasowego otrzymanego jak w przykladzie I, zmieszano z 4 g . trójmetyloporopanu i utwardzano przez okres 3 go¬ dzin w temperaturze 130°C. Do uzyskanego kwas¬ nego estru dodano 100 g zywicy epoksydowej o liczbie epoksydowej 0,5 gramorównowaznika na 100 g stanowiacej eter glicydylowy pp'dwuhydro- ksydwufenylopropanu i 0,3 g 2,4,6-trój/dwumetylo- aminometylo/fenolu i utwardzono w formie w tem¬ peraturze 130°C przez okres 30 godzin. Uzyskano utwardzona kompozycje epoksydowa o udarnosci wg Charpy'ego 14 kJ/m2 i odksztalceniu cieplnym wg Martensa 100°C.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób utwardzania kompozycji epoksydowych z zastosowaniem bezwodnika maleinowego i We¬ glowodorów terpenowych poprzez wytworzenie ad¬ duktu — bezwodnika kwasowego, w obecnosci ka¬ talizatora kwasowego oraz ze zwiazków zawiera¬ jacych grupy hydroksylowe w czasteczce, ewentu¬ alnie z dodatkiem przyspieszaczy utwardzania i srodków pomocniczych, znamienny tym, ze uzys¬ kana w wyniku ogrzewania bezwodnika maleino¬ wego i weglowodorów terpenowych w obecnosci katalizatora kwasowego mieszanine, zadaje sie tlenkiem cynku lub wapnia albo korzystnie, wo¬ dorotlenkiem wapnia w ilosci 80—105% jlosci ste- chiometrycznie wyliczonej w stosunku do katali¬ zatora kwasowego, po czym po oddzieleniu wytra¬ conego osadu i oddestylowaniu nieprzereagowanych substratów i wydzielonych produktów reakcji, pro¬ dukt ogrzewa sie w temperaturze 70—200°C z mie¬ szanina zywicy epoksydowej ze zwiazkiem zawie¬ rajacym co najmniej dwie grupy hydroksylowe w czasteczce w ilosci 0,1 do 3 mola grup hydro¬ ksylowych na 100 g bezwodnika. 2. Sposób utwardzania kompozycji epoksydowych z zastosowaniem bezwodnika maleinowego i we7 glowodorów terpenowych poprzez wytworzenie ad- duktu — bezwodnika kwasowego w obecnosci ka¬ talizatora kwasowego oraz ze zwiazków zawieraja¬ cych grupy hydroksylowe w czasteczce, ewentu¬ alnie z dodatkiem ^przyspieszaczy, utwardzania i srodków pomocniczych, znamienny tym, ze uzys¬ kana w wyniku ogrzewania bezwodnika maleino¬ wego i weglowodorów terpenowych w obecnosci katalizatora kwasowego, mieszanine zadaje sie tlenkiem cynku lub wapnia albo, korzystnie wo¬ dorotlenkiem wapnia, w ilosci 80—105% ilosci ste- chiometrycznie wyliczonej w stosunku do katali¬ zatora kwasowego, po czym po oddzieleniu wytra¬ conego osadu produkt ogrzewa sie w temperaturze 70—20O°C najpierw ze zwiazkiem zawierajacym co najmniej dwie grupy hydroksylowe w czasteczce w ilosci 0,4 do 3 mola grup hydroksylowych na 100 g produktu, a nastepnie z zywica epoksydowa.PZG O/Piotrków 996 06.85 Cena 100 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób utwardzania kompozycji epoksydowych z zastosowaniem bezwodnika maleinowego i We¬ glowodorów terpenowych poprzez wytworzenie ad¬ duktu — bezwodnika kwasowego, w obecnosci ka¬ talizatora kwasowego oraz ze zwiazków zawiera¬ jacych grupy hydroksylowe w czasteczce, ewentu¬ alnie z dodatkiem przyspieszaczy utwardzania i srodków pomocniczych, znamienny tym, ze uzys¬ kana w wyniku ogrzewania bezwodnika maleino¬ wego i weglowodorów terpenowych w obecnosci katalizatora kwasowego mieszanine, zadaje sie tlenkiem cynku lub wapnia albo korzystnie, wo¬ dorotlenkiem wapnia w ilosci 80—105% jlosci ste- chiometrycznie wyliczonej w stosunku do katali¬ zatora kwasowego, po czym po oddzieleniu wytra¬ conego osadu i oddestylowaniu nieprzereagowanych substratów i wydzielonych produktów reakcji, pro¬ dukt ogrzewa sie w temperaturze 70—200°C z mie¬ szanina zywicy epoksydowej ze zwiazkiem zawie¬ rajacym co najmniej dwie grupy hydroksylowe w czasteczce w ilosci 0,1 do 3 mola grup hydro¬ ksylowych na 100 g bezwodnika.
2. 2. Sposób utwardzania kompozycji epoksydowych z zastosowaniem bezwodnika maleinowego i we7 glowodorów terpenowych poprzez wytworzenie ad- duktu — bezwodnika kwasowego w obecnosci ka¬ talizatora kwasowego oraz ze zwiazków zawieraja¬ cych grupy hydroksylowe w czasteczce, ewentu¬ alnie z dodatkiem ^przyspieszaczy, utwardzania i srodków pomocniczych, znamienny tym, ze uzys¬ kana w wyniku ogrzewania bezwodnika maleino¬ wego i weglowodorów terpenowych w obecnosci katalizatora kwasowego, mieszanine zadaje sie tlenkiem cynku lub wapnia albo, korzystnie wo¬ dorotlenkiem wapnia, w ilosci 80—105% ilosci ste- chiometrycznie wyliczonej w stosunku do katali¬ zatora kwasowego, po czym po oddzieleniu wytra¬ conego osadu produkt ogrzewa sie w temperaturze 70—20O°C najpierw ze zwiazkiem zawierajacym co najmniej dwie grupy hydroksylowe w czasteczce w ilosci 0,4 do 3 mola grup hydroksylowych na 100 g produktu, a nastepnie z zywica epoksydowa. PZG O/Piotrków 996 06.85 Cena 100 zl PL