RU2039773C1

RU2039773C1 - Epoxy composition

Info

Publication number: RU2039773C1
Authority: RU
Inventors: Л.Г. Шодэ; И.А. Джанаева; Г.М. Цейтлин; В.Г. Шигорин; Л.В. Андрюхина
Original assignee: Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1995-07-20

Abstract

FIELD: preparation of water resistance coatings. SUBSTANCE: the epoxy composition comprises 100 g of an epoxy diane oligomer; 74.8-173 g of a cetimine hardener modified with an urethane containing isocyanate and 1-2 g tris (dimethyl aminomethyl) phenol. The hardener has the general formula:

wherein N is C-C₆H₄ and R is H or

, m is 1 or 2, n is 2 or 3 if m is 1, then R is other than H and if m is 2, then one of R is

NHCOOCH₂(CF₂CF₂)_nH with a molecular weight of 700-1300. The composition is prepared by mixing components and is applied onto a metal or glass plate and allow it to solidify at 20 C for 10 days or at 120 C for 3 hours. Composition based compositions have improved water resistance, adhesion properties and heat resistance. EFFECT: improved properties of the epoxy composition. 6 tbl

Description

Изобретение относится к области получения эпоксидных композиций для водостойких покрытий. The invention relates to the field of producing epoxy compositions for waterproof coatings.

Известна эпоксидная композиция, отверждаемая алифатическими полиаминами [1] Покрытия на основе этих отвердителей имеют хорошие физико-механические свойства. К недостаткам указанных отвердителей следует отнести низкую водостойкость покрытий на их основе, плохой внешний вид покрытий естественного отверждения, а также невысокую стабильность физико-механических свойств при термостарении. Known epoxy composition, cured by aliphatic polyamines [1] Coatings based on these hardeners have good physical and mechanical properties. The disadvantages of these hardeners include the low water resistance of coatings based on them, the poor appearance of the coatings of natural curing, as well as the low stability of physico-mechanical properties during thermal aging.

Наиболее близкой по технической сущности является эпоксидная композиция, включающая эпоксидиановый олигомер, кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом и трис-(диметиламинометил)фенол [2] Кетиминный отвердитель получен на основе диэтилентриамина и метилизобутилкетона и модифицирован преполимером на основе дифенилметондиизоцианата и политетраоксиметиленгликоля. Покрытия на основе известной композиции имеют высокие показатели физико-механических свойств, однако не имеют стабильности свойств при выдержке в воде, отличаются большим водопоглощением, низкими защитными и адгезионными свойствами, недостаточной теплостойкостью. The closest in technical essence is an epoxy composition comprising an epoxidian oligomer, a ketimine hardener modified with a urethane-containing isocyanate and tris- (dimethylaminomethyl) phenol [2]. A ketimine hardener is obtained on the basis of diethylenetriamine and methylisobutyl ketone dimethylethylene-ethylene-ethylene-ethylene-ethylene-ethylene-ether Coatings based on the known composition have high physical and mechanical properties, however, they do not have stability when exposed to water, they are characterized by high water absorption, low protective and adhesive properties, and insufficient heat resistance.

Технической задачей изобретения является повышение водостойкости, теплостойкости и адгезии покрытий на основе эпоксидной композиции. An object of the invention is to increase the water resistance, heat resistance and adhesion of coatings based on epoxy compositions.

Данная задача решается тем, что эпоксидная композиция, включающая эпоксидиановый олигомер, кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом и трис-(диметиламинометил)фенол, в качестве кетиминного отвердителя, модифицированного уретансодержащим изоцианатом, содержит соединение общей формулы I

C NCH₂CH

CH₂CH

N=C

где R Н или -CONH

m 2 или 3, n 2 или 3, причем если m 1, то R ≠ Н; если m 2, то по крайней мере, один заместитель
R -CONH

с мол.м. 700-1300 при следующем соотношении компонентов, композиции, мас.ч. эпоксидиановый олигомер 100; кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом 74,8-173,0; трис-(диметиламинометил)фенол 1,0-2,0.This problem is solved in that the epoxy composition comprising an epoxydian oligomer, a ketimine hardener modified with a urethane-containing isocyanate and tris- (dimethylaminomethyl) phenol, as a ketimine hardener modified with a urethane-containing isocyanate, contains a compound of the general formula I

C NCH ₂ CH

CH ₂ CH

N = c

where R H or-

CONH

m

2 or 3,

n

2 or 3, and if m 1, then R ≠ H; if m 2, then at least one substitute
R-CONH

with a mol.m. 700-1300 in the following ratio of components, composition, parts by weight epoxidian oligomer 100; a ketimine hardener modified with a urethane-containing isocyanate 74.8-173.0; tris- (dimethylaminomethyl) phenol 1.0-2.0.

Соединения формулы (I) ранее описаны не были. Отвердитель согласно изобретению представляет собой продукт взаимодействия кетимина на основе диэтилентриамина (ДЭТА) или триэтилентетрамина (ТЭТА) и циклогексанона с фторсодержащим уретаном, полученным взаимодействием фторированного спирта с 2,4-толуилендиизоцианатом (2,4-ТДИ) при молярном соотношении 1:1 в растворе циклогексанона и при температуре 50-80^оС.The compounds of formula (I) have not been previously described. The hardener according to the invention is the product of the interaction of ketimine based on diethylenetriamine (DETA) or triethylenetetramine (THETA) and cyclohexanone with fluorine-containing urethane obtained by the interaction of fluorinated alcohol with 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) in a 1: 1 molar ratio in solution cyclohexanone and at a temperature of 50-80 ^about C.

Отвердитель получают в две стадии. На первой стадии получают фторуретан следующим образом. К 50%-ному раствору 1 моль 2,4-ТДИ в циклогексаноне постепенно добавляют 50% -ный раствор 1 моль Н(CF₂CF₂)_nСН₂ОН в циклогексаноне при 50-80^оС в присутствии 10^-5 мол. дибутилдилаурата олова в качестве катализатора. Реакционную массу выдерживают в данных условиях до убыли изоцианатных групп наполовину. На второй стадии к 50%-ному раствору 1 моль кетимина в циклогексаноне при 20-50^оС прикапывают 50%-ный раствор фторсодержащего моноуретана 2,4-ТДИ. Реакционную массу выдерживают при той же температуре в течение 4-6 ч до полного исчезновения изоцианатных групп, затем приливают бутанол 5% от общей массы. Получают темно-желтый продукт с содержанием нелетучих 47-49% мол.м. 670-1320, содержанием азота 2-6% (на 100% продукт), содержанием фтора 21-35% (на 100% продукт). Характеристика отвердителей, модифицированных фторспиртами, приведена в табл.1.Hardener is obtained in two stages. In the first step, fluorurethane is prepared as follows. To a 50% solution of 1 mole of 2,4-TDI in cyclohexanone was gradually added 50% solution of 1 mole of H (CF ₂ CF ₂₎ _n CH ₂ OH in cyclohexanone at 50-80 ^{° C} in the presence of 10 ^-5 mol. tin dibutyl dilaurate as a catalyst. The reaction mass is kept under these conditions until the isocyanate groups are reduced by half. In the second step in a 50% solution of 1 mol in cyclohexanone ketimine at 20-50 ^{° C} was added dropwise 50% solution of fluoropolymer monouretana 2,4-TDI. The reaction mass is kept at the same temperature for 4-6 hours until the isocyanate groups disappear completely, then 5% by weight of butanol is added. Get a dark yellow product with a non-volatile content of 47-49% mol.m. 670-1320, nitrogen content 2-6% (100% product), fluorine content 21-35% (100% product). The characteristics of hardeners modified with fluoroalcohols are given in Table 1.

Следует отметить, что введение фторуглеродных фрагментов на стадии отверждения, т.е. использование фторсодержащих отвердителей является перспективным приемом повышения водостойкости покрытий на основе обычных промышленных эпоксидных олигомеров. It should be noted that the introduction of fluorocarbon fragments at the curing stage, i.e. the use of fluorine-containing hardeners is a promising technique for increasing the water resistance of coatings based on conventional industrial epoxy oligomers.

В качестве эпоксидной смолы согласно изобретению используют диановый эпоксидный олигомер Э-41 (мол. м. 800-1000, содержание эпоксидных групп 6,8-8,3, ТУ 6-10-607-78) и Э-40 (мол.м. 600, содержание эпоксидных групп 13,9, ТУ 6-10-977-75). В качестве ускорителя используют 2,4,6-трис-(диметиламинометил)фенол марки УП 606/2. As the epoxy resin according to the invention, the D-epoxy oligomer E-41 (mol. M. 800-1000, the content of epoxy groups of 6.8-8.3, TU 6-10-607-78) and E-40 (mol. 600, the content of epoxy groups 13.9, TU 6-10-977-75). As an accelerator, 2,4,6-tris- (dimethylaminomethyl) phenol of the UP 606/2 brand is used.

Композицию согласно изобретению готовят путем смешения эпоксидного олигомера с отвердителем, тщательно перемешивают при комнатной температуре, в случае использования растворителей их можно вводить в эпоксидную составляющую. В композицию можно вводить пигменты, наполнители и пластификаторы. The composition according to the invention is prepared by mixing the epoxy oligomer with a hardener, mix thoroughly at room temperature, in the case of using solvents they can be introduced into the epoxy component. Pigments, fillers and plasticizers can be added to the composition.

Отверждение проводят по двум режимам: 20^оС 10 сут, 120^оС 3 ч.Curing is carried out in two modes: 20 ^° C for 10 days, 120 ^° C for 3 hours.

П р и м е р 1. К 17,4 г (0,1 моль) 2,4-ТДИ в 17,4 г осушенного циклогексанона при 75^оС прикапывают 23,2 г H(CF₂CF₂)_nCH₂OH (0,1 моль) в 23,2 г осушенного циклогексанона в присутствии 0,03 г 2%-ного раствора дибутилдилаурата олова в циклогексаноне. Выдерживают реакционную смесь в данных условиях до убыли изоцианатного числа наполовину (5,2%). К 30,6 г (0,1 моль) кетамина в 30,6 г осушенного циклогексанона при 40-50^оС прикапывают 81,2 г (0,1 моль) 50% -ного раствора фторсодержащего моноизоцианата и выдерживают реакционную массу 4-6 ч до исчезновения изоцианатных групп. После чего добавляют 7 г бутанола. Получают 142 г прозрачного продукта темно-желтого цвета с содержанием нелетучих 47,6% содержанием азота 6%
П р и м е р ы 2-4. Осуществляют аналогично примеру 1. Характеристики кетиминного отвердителя приведены в табл.1.PRI me R 1. To 17.4 g (0.1 mol) of 2,4-TDI in 17.4 g of dried cyclohexanone at 75 ^about With dropwise 23.2 g of H (CF ₂ CF ₂ ) _n CH ₂ OH (0.1 mol) in 23.2 g of dried cyclohexanone in the presence of 0.03 g of a 2% solution of tin dibutyl dilaurate in cyclohexanone. Maintain the reaction mixture under these conditions until the isocyanate number decreases by half (5.2%). To 30.6 g (0.1 mol) of ketamine in 30.6 g of cyclohexanone dried at 40-50 ^{° C} was added dropwise 81.2 g (0.1 mol) of a 50% solution of fluorine-containing monoisocyanate and the reaction mass 4-6 h until the disappearance of isocyanate groups. Then add 7 g of butanol. Obtain 142 g of a transparent product of a dark yellow color with a non-volatile content of 47.6%, a nitrogen content of 6%
PRI me R s 2-4. Carried out analogously to example 1. The characteristics of the ketimine hardener are given in table 1.

П р и м е р 5. 100 г эпоксидного олигомера растворяют в этилцеллозольве, затем добавляют 74,8 г отвердителя по примеру 1. Полученную композицию тщательно перемешивают, затем с помощью аппликатора наносят на металлические и стеклянные пластинки. Покрытия получают отверждением данной композиции при температуре 20^оС 10 сут и 120^оС 3 ч.Example 5 100 g of an epoxy oligomer are dissolved in ethyl cellosolve, then 74.8 g of the hardener of Example 1 are added. The resulting composition is thoroughly mixed, then applied to metal and glass plates using an applicator. Coatings are obtained by curing this composition at a temperature of 20 ° C. ^for 10 days and 120 ° C. ^for 3 hours.

П р и м е р ы 6-9. Осуществляют аналогично примеру 5. Состав композиций приведен в табл.2. При использовании 1 мас.ч. ускорителя УП-606/2 свойства композиций аналогичны композициям с 2 мас.ч. ускорителя. PRI me R s 6-9. Carried out analogously to example 5. The composition is given in table.2. When using 1 wt.h. accelerator UP-606/2 properties of the compositions are similar to compositions with 2 parts by weight accelerator.

Физико-механические, защитные и адгезионные свойства покрытий на основе композиций представлены в табл.3, 4 и 5, данные по термостарению в табл.6. Physico-mechanical, protective and adhesive properties of coatings based on compositions are presented in Tables 3, 4 and 5, data on thermal aging in Table 6.

Физико-механические свойства покрытий испытывают по стандартным методикам при толщине покрытия 50-80 мк (прочность при ударе по ГОСТ 4765-73; прочность при изгибе по ГОСТ 6808-76; относительную твердость по ГОСТ 5235-50; адгезию методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140-69). Адгезионную прочность оценивают методом отслаивания на алюминиевой фольге в соответствии с ГОСТ 15140-78. Химическую стойкость покрытий оценивали визуально при толщине 150-200 мк. Водопоглощение определяют по ГОСТ 21513-76. The physicomechanical properties of the coatings are tested according to standard methods with a coating thickness of 50-80 microns (impact strength according to GOST 4765-73; bending strength according to GOST 6808-76; relative hardness according to GOST 5235-50; adhesion by grating notch according to GOST 15140 -69). The adhesive strength is evaluated by peeling on aluminum foil in accordance with GOST 15140-78. The chemical resistance of the coatings was evaluated visually at a thickness of 150-200 microns. Water absorption is determined according to GOST 21513-76.

Таким образом, эпоксидная композиция по изобретению позволяет повысить водостойкость, теплостойкость и адгезионные свойства покрытий на ее основе. Thus, the epoxy composition according to the invention improves the water resistance, heat resistance and adhesive properties of coatings based on it.

Claims

EPOXY COMPOSITION comprising an epoxidian oligomer, a ketimine hardener modified with a urethane-containing isocyanate, and tris (dimethylaminomethyl) phenol, characterized in that it contains a compound of the general formula as a ketimine hardener modified with a urethane-containing isocyanate

where is rh or

m is 1 or 2;
n 2 or 3,
moreover, if m 1, R ≠ H, if m 2, then at least one substituent

with a mol.m. 700 1300 in the following ratio of components of the composition, wt. h

Epoxidian Oligomer 100
Ketimine hardener modified with urethane-containing isocyanate 74.8 173
Tris- (dimethylaminomethyl) phenol 1.0 2.0