PL78042B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.05.1975 78042 KI. 39bs, 51/84 MKP C08g 51/84 czytllnia] Urzedu Pn*<»ntrv*ego I F ! «l la l ? t\ 1 Twórcywynalazku: Stefan Smolinski, Eugeniusz Halasa Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Chemiczne „Sarzyna", Nowa Sarzyna (Polska) Sposób utwardzania zywic epoksydowych Przedmiotem wynalazku jest sposób utwardzania zywic epoksydowych.Elastyczne wlasciwosci zywicom epoksydowym utwardzonym mozna nadac badz przez wprowadzenie o dlugim lancuchrczasteczek, które nie wchodza w reakcje z zywica podczas jej utwardzania, badz przez wpro¬ wadzenie o liniowej budowie zwiazków, które reaguja i wbudowuja sie podczas utwardzania w czasteczke zywicy epoksydowej, dajac tworzywo elastycznie usieciowane.Pierwszego rodzaju czynniki sa zaliczane do srodków plastyfikujacych, a drugiego - do srodków uelastycz¬ niajacych. W technologii zywic epoksydowych zwykle stosuje sie ostatnie, a rzadko tylko srodki plastyfikujace.Uelastycznianie do pewnego stopnia zywic epoksydowych nie ma na celu otrzymanie konkurencyjnego tworzywa dla naturalnego i sztucznego kauczuku, kauczuku silikonowego, poliuretanów i innych elastomerów, ale rozsze¬ rzenie ich zastosowania. Zwykle srodki uelastyczniajace i zarazem sieciujace dzieki zmniejszeniu wewnetrznych napiec czasteczkowych podczas utwardzania pozwalaja na zmniejszenie egzotermicznosci procesu utwardzania, co ulatwia otrzymanie o wiekszej objetosci odlewów i o bardziej skomplikowanej ich budowie.Do najbardziej pospolitych znanych srodków uelastyczniajaco-plastyfikujacych uzywanych w technologii zywic epoksydowych sa polisiarczki zwane tiokolami o malej lepkosci i liniowej budowie czasteczki zawierajace na koncach grupy merkaptanowe, które sa zdolne w pewnych warunkach do powolnej reakcji z grupami epoksy¬ dowymi. Stosuje sie je zazwyczaj w ilosci 25-50 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy lacznie z znanymi utwardzaczami takimi jak dwuetylenotrójamina (DETA) lub trójetylenoczteroamina (TETA) albo innych amin czwartorzedowych. Uelastycznione tworzywo za pomoca polisiarczków charakteryzuje sie dosc dobra elastycznoscia, jednakze zmniejsza sie jego wytrzymalosc na rozrywanie i dzialanie czynników chemicz¬ nych.Innego rodzaju znane i stosowane sa w technologii zywic epoksydowych srodki uelastyczniajace produkty kondensacji dimerów nienasyconych kwasów tluszczowych lub ich estry z poliaminami alifatycznymi (DETAlub TETA). Spelniaja one role zarówno czynników sieciujacych i uelastyczniajacych jak tez rozcienczalników zywic epoksydowych. Zwane potocznie Versamidami uzywane sa do utwardzania zazwyczaj w ilosci 30-70 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy i nadaja tworzywu po usieciowaniu wlasciwosci elastyczne. Znajduja zastosowanie w technologii lakierów z zywic epoksydowych.2 78042 Z reguly zywice epoksydowe uelastycznione za pomoca znanych czynników posiadaja znacznie mniejsza chemoodpornosc. Zywice natomiast utwardzone przy uzyciu pierwszorzedowych amin aromatycznych takich jak: m-fenylenodwuamma^^-dwuaminodwufenylometan, 4,4'-dwuaminodwufenyloeter posiadaja wprawdzie duza odpornosc cieplna i chemiczna, ale produkty sa kruche i sztywne.Znane sa równiez sposoby utwardzania zywic epoksydowych za pomoca dwuaminopolieterów o blizej nieokreslonej budowie (H.Lee i K.Neville, Handbook of Epoxy Resin, Mc Graw-Hill, s. 7-6 1967 r), ale produkty utwardzone sa takze dosc kruche.Okazalo sie nieoczekiwanie, ze utwardzanie zywic epoksydowych sposobem wedlug wynalazku za pomoca aminoeterów o ogólnym wzorze 1 w którym Ri oznacza grupe izopropylowa, metylenowa, 2,2,2-trójchIoro- etanowa, R2 atom wodoru lub chlorowca, R3 jedna lub dwie grupy aminowe, pozwala na otrzymanie tworzywa o dosc dobrych wlasciwosciach elastycznych i jednoczesnie o doskonalej odpornosci na dzialanie czynników chemicznych. Pozostaje to w zgodzie z faktem, ze wiazanie eterowe w uzytych srodkach sieciujacych jest dosc bierne na dzialanie kwasów mineralnych i organicznych a szczególnie alkaliów.Doswiadczalnie stwierdzono, ze elastycznosc utwardzonych zywic epoksydowych sposobem wedlug wyna¬ lazku wzrasta wraz ze wzrostem ich ciezaru czasteczkowego i funkcyjnosci grup epoksydowych. Im ciezar czaste¬ czkowy zywicy jest wiekszy i funkcyjnosc grup epoksydowych zbliza sie do wartosci 2, tym tworzywo jest bardziej elastyczne po usieciowaniu. Elastycznosc wzrasta równiez jezeli stosuje sie aminoetery o ogólnym wzo¬ rze 1, w którym Ri oznacza grupe izopropylowa a R3 -jedna grupe aminowa umiejscowiona w pozycji para.Utwardzanie zywic epoksydowych sposobem wedlug wynalazku aminoeterami o ogólnym wzorze 1, w którym Ri i R3 posiada wyzej podane znaczenie, a R2 oznacza atom chlorowca pozwala na otrzymanie tworzywa o wlasciwosciach samogasnacych i wmiare elastycznego.Sieciowanie zywic sposobem wedlug wynalazku efektywnie przyspieszaja poliaminy alifatyczne takie jak DETA lub TETA uzyte w katalitycznych ilosciach. Utwardzone sposobem wedlug wynalazku krajowe zywice epoksydowe o nazwie handlowej Epidian: 1,2,3,4 i 5 wykazuja odpowiednio twardosc wedlug Shore: 46, 51,56, 65 i 69 oraz zmiany ciezaru po 28 dniach moczenia w temperaturze pokojowej w 10% kwasie siarkowym: 0,05%, 0,048%, 0,064%, 0,06% i 0,053%, a w 10% wodorotlenku sodowym: 0,031%, 0,033%, 0,036%, 0,04% i 0,044%.Zywice epoksydowe o ciezarze czasteczkowym 600 przy sieciowaniu sposobem wedlug wynalazku mozna rozpuszczac w rozpuszczalnikach takich jak aceton, metyloetyloketon, metyloglikol, itp. lub rozcienczalnikach aktywnych takich jak eter fenyloglicydowy, eter alliloglicydowy. Mozna takze rozpuszczac je w polisiarczkach i poddawac utwardzeniu sposobem wedlug wynalazku. Proces sieciowania w temperturze pokojowej zachodzi w czasie 40-50 godzin.Zywice epoksydowe, zwlaszcza o ciezarze czasteczkowym 950 po utwardzeniu zachowuja dosc dobra elastycznosc w czasie. Nie zmniejsza sie ona na przyklad po trzech miesiacach sezonowania. W niskich tempera¬ turach rzedu -5 do -10°C elastycznosc ta jest o wiele mniejsza niz w temperaturze 15-20°C. Jednakze jest ona wystarczajaca dla stosowania tego tworzywa w przemysle budowlanym i elektrotechnicznym.Przyklad I. lOOg Epidianu 1 o ciezarze czasteczkowym ok. 950 i liczbie epoksydowej 0,16—0,20 zadaje sie 10 g acetonu i ogrzewa celem rozpuszczenia zywicy. Do gestej cieczy wprowadza sie mieszanine 21 g 2,2-bis [p-/4-aminofenoksy/fenylo] propanu, 5 g acetonu i 1 g trójetylenoczteroaminy. Kompozycje dokladnie sie miesza i uzywa do przerobu. Kompozycja ta utwardza sie w temperaturze pokojowej w czasie 40-50 godzinr a pelna wytrzymalosc osiaga tworzywo tak utwardzone po 6-12 dniach. Czas utwardzania mozna skrócic przez podwyzszenie termperatury i na przyklad w 60°C czas utwardzania wynosi 8 godzin. Sieciowanie w temperaturze podwyzszonej prowadzi sie po wstepnym utwardzeniu kompozycji w temperaturze pokojowej. Po calkowitym utwardzeniu otrzymuje sie elastyczne tworzywo o twardosci wedlug Shore 46. Moze ono byc doskonalym materialem, szczególnie przy uzyciu aktywnych rozpuszczalników lub polisiarczków, znajdujacym zastosowanie jako elastyczne wypelnienie dylatacji w posadzkach lub wypelnienie zlacz kielichowych w przewodach kanaliza¬ cyjnych.Przyklad II. lOOg Epidianu 1 o ciezarze czasteczkowym ok. 950 i liczbie epoksydowej 0,16—0,20 zadaje sie 10 g acetonu i ogrzewa do rozpuszczenia zywicy. Nastepnie wprowadza sie mieszanine lig 2,2-bis[p-/2,4-dwuaminofenoksy/fenylo] propanu 5 g acetonu i 0,5 g trójetylenoczteroaminy i dokladnie miesza.Dalej postepuje sie jak w przykladzie I. Po utwardzeniu otrzymuje sie tworzywo dosc elastyczne o twardosci wedlug Shore 51. Moze ono znalezc zastosowanie w wielu galeziach przemyslu.Przyklad III. 100 g Epidianu 3 o ciezarze czasteczkowym ok. 450 i liczbie epoksydowej 0,37—0,43 zadaje sie mieszanina skladajaca sie zl5g polisiarczku, 22 g 2,2-bis[p-/2,4-dwuaminofenoksy/fenylo]propanii i 0,5 g trójetylenoczteroaminy. Kompozycje dokladnie sie miesza i uzywa sie do przerobu. Skladnik utwardza¬ cza w polisiarczku jest trwaly i moze byc przetrzymywany przez dlugi okres czasu, co stanowi praktycznie78 042 3 udogodnienie. Czas utwardzania w temperaturze pokojowej wynosi 30-40 godzin. Tworzywo po pelnym utwar¬ dzeniu jest dosc elastyczne i posiada twardosc wedlug Shore 49. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób utwardzania zywic epoksydowych za pomoca zwiazków zawierajacych grupy aminowe w obec¬ nosci lub nieobecnosci rozpuszczalników aktywnych lub nieaktywnych albo plastyfikatorów,- znamienny tym, ze utwardzanie prowadzi sie za pomoca aminoeterów o ogólnym wzorze 1, w którym Ri oznacza grupe izopro- pylowa, metylenowa, 2,2,2-trójchloroetanowa, R2 -atom wodoru lub chlorowca, R3 —jedna lub dwie grupy aminowe, w temperaturze pokojowej lub podwyzszonej korzystnie w obecnosci katalitycznych ilosci poliamin alifatycznych lub innych amin o stosunkowo duzej zasadowosci.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie aminoetery korzystnie w mieszaninie polisiarcz¬ ków i katalitycznych ilosci poliamin alifatycznych i zywice epoksydowe o ciezarze czasteczkowym wiekszym lub równym 450. ^2 K2 p°pp°p Wzdr 1 R^-CHj^-CfCHaJz --CH- CCL3 PL PL