PL179017B1 - Sposób otrzymywania żywic epoksydowych w procesie poliaddycji - Google Patents

Abstract

Sposób otrzymywania żywic epoksydowych w procesie poliaddycjiśredniocząsteczkowych żywic epoksydowych z bisfenoli, o liczbie epoksydowej poniżej 0,25 val/100 g, zbisfenolami, w temperaturze 120 - 190°C, w obecności trifenylofosfmy jako katalizatora reakcji, znamienny tym, że stosuje się trifenylofosfinę w ilości 0,005-0,04 części wagowej na 100 części wagowych reagentów.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania żywic epoksydowych w procesie poliaddycji średniocząsteczkowych żywic epoksydowych z bisfenoli, o liczbie epoksydowej poniżej 0,25 val/100 g, z bisfenolami.

Obszerny przegląd literatury na temat wytwarzania tych żywic epoksydowych podano w czasopiśmie „Polimery” (Piotr Penczek, Michał Wierteł, Polimery 1993 r., 38, 157-164).

Metody wytwarzania żywic epoksydowych w procesie poliaddycji żywic epoksydowych z bisfenolami polegają na ogrzewaniu mieszaniny reagentów w obecności katalizatora w temperaturze 125 - 200°C. W niektórych sposobach poliaddycję prowadzi się w obecności rozpuszczalnika. W opisie patentowym polskim nr 130 809 do poliaddycji stosuje się dwa rodzaje rozpuszczalników, do reakcji stosuje się rozpuszczalnik nie zawierający grup alkoholowych np. octan etyloglikolu, a do rozcieńczenia roztworu żywic rozpuszczalnik alkoholowy. Natomiast w zgłoszeniu patentowym EP 0475359jako rozpuszczalnik stosuje się związki amidowe np. dimetyloformamid. Najczęściej stosowanymi katalizatorami sątrietanoloamina sama lub z dodatkiem np. soli metali alkalicznych (patent Pl 131 443, patent PL 133 789, patent PL 130 809, patent francuski 1476914, patentUS 4808 692) oraz związki fosfinowe np. kompleks kwasu octowego z octanem etylotrifenylofosfoniowym (patenty US 4612156 i 4758638) i zgłoszenie patentowe WO 8601213), halogenki triaryloalkilofosfoniowe (patent US 4568735) zgłoszenie patentowe EP 360195, związki alkilidenotrifenylofosfoniowe (patent DE 2206218), fosforany alkilotrifenylofosfoniowe (patent PL 150 571). Z opisu patentowego polskiego 159 582 jako katalizator znany jest 2-metyloimidazol lub inne pochodne imidazolu. Jako katalizator stosuje się także trójfenylofosfmę (pat. US 3547881).

Katalizatory aminowe i amoniowe nie wykazują wysokiej aktywności przez co ich udział w mieszaninie reakcyjnej jest duży, a czas reakcji długi. W obecności tych katalizatorów przebiegająreakcje uboczne, co powoduje powstawanie żeli i obniżenie liczby epoksydowej produktu w stosunku do wartości teoretycznej. Z kolei związki i kompleksy fosfoniowe wymagają skomplikowanej preparacji i bardzo często zastosowania rozpuszczalnika, co utrudnia prowadzenie procesu. Znany z opisu patentowego PL 159 582 2-metyloimidazol wykazuje wysoką aktywność katalityczną, jednakże w skali przemysłowej powoduje ciemnienie produktu. Sposób według wynalazku polega na otrzymywaniu żywic epoksydowych w procesie poliaddycji średniocząsteczkowych żywic epoksydowych z bisfenolu, o liczbie epoksydowej poniżej 0,25 val/100 g, z bisfenolami w temperaturze 120 - 190°C w obecności trifenylofosfiny stosowanej w ilości 0,005 - 0,04 części wagowej na 100 części wagowych reagentów.

Nieoczekiwanie okazało się, że trifenylofosfma o wzorze P(C₆H5)3 zastosowana jako katalizator reakcji poliaddycji średniocząsteczkowych żywic epoksydowych, o liczbie epoksydowej poniżej 0,25 val/100 g z bisfenolami wykazuje wysoką aktywność a otrzymany produkt charakteryzuje się liczbą epoksydową bliską teoretycznej, która nie zmienia się w czasie długo179 017 trwałego ogrzewania. Otrzymana w obecności trifenylofosfiny żywica majasnąbarwę i bardzo dobre własności powłokotwórcze. Korzystną cechą sposobu według wynalazku jest również krótki czas reakcji poliaddycji 0,5 - 2 godzin i stosunkowo mała ilość użytego katalizatora 0,005 - 0,04 części wagowych na 100 części wagowych reagentów.

Przykład I. W kolbie o pojemności 1 dm³, zaopatrzonej w mieszadło, termometr, chłodnicę zwrotną i zawór spustowy, ogrzewano mieszaninę 300 części wagowych żywicy epoksydowej z bisfenolu A o liczbie epoksydowej 0,162 val/100 g, 34 części wagowych bisfenolu A (2,2bis(4-hydroksyfenylo)propanu oraz 0,030 części wagowych trifenylofosfiny P(C₆H₅)3. Po 50 minutach mieszania i utrzymywania mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 160 - 170°C produkt reakcji wylano na tackę. Otrzymano 334 części wagowych jasnożółtej żywicy epoksydowej o barwie w skali Gardnera równej 1, o liczbie epoksydowej 0,056 val/100 g i temperaturze mięknienia 124 ± 1°C.

Przykład II. W reaktorze o pojemności 1 m3 wyposażony w środki do mieszania i kontroli temperatury, ogrzewano mieszaninę 1000 części wagowych żywicy epoksydowej z bisfenolu A o liczbie epoksydowej 0,200 val/100 g, 63 części wagowych bisfenolu A oraz 0,25 części wagowych trifenylofosfiny. Po 30 minutach mieszania i utrzymywania mieszaniny reakcyjnej w temperaturze 145-164°C pobrano próbkę do analizy i oznaczono liczbę epoksydową 0,138 val/100 g i temperaturę mięknienia 91 ± 1°C. Ogrzewanie i mieszanie masy reakcyjnej kontynuowano przez 30 minut, w temperaturze 165 - 167°C. Następnie pobrano kolejną próbkę do analizy, oznaczając liczbę epoksydową 0,137 val/100 g i temperaturę mięknienia 91 ± 1°C i rozpoczęto wylewanie produktu na taśmę łuskownika. Pod koniec etapu łuskowania ponownie pobrano próbkę do analizy, nie stwierdzając spadku zawartości grup epoksydowych ani zmiany temperatury mięknienia. Otrzymano 1063 części wagowych jasnożółtej żywicy epoksydowej o barwie w skali Gardnera równej 1, o liczbie epoksydowej 0,137 val/100 g i temperaturze mięknienia 91,5 ± 1°C.

179 017

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób otrzymywania żywic epoksydowych w procesie poliaddycji średniocząsteczkowych żywic epoksydowych z bisfenoli, o liczbie epoksydowej poniżej 0,25 val/100 g, z bisfenolami, w temperaturze 120 - 190°C, w obecności trifenylofosfiny jako katalizatora reakcji, znamienny tym, że stosuje się trifenylofosfinę w ilości 0,005-0,04 części wagowej na 100 części wagowych reagentów.