RU2652797C1 - Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций - Google Patents

Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций Download PDF

Info

Publication number
RU2652797C1
RU2652797C1 RU2017143447A RU2017143447A RU2652797C1 RU 2652797 C1 RU2652797 C1 RU 2652797C1 RU 2017143447 A RU2017143447 A RU 2017143447A RU 2017143447 A RU2017143447 A RU 2017143447A RU 2652797 C1 RU2652797 C1 RU 2652797C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hardener
mass
temperature
compositions
epoxy paint
Prior art date
Application number
RU2017143447A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Алексеевич Апанович
Елена Юрьевна Максимова
Антон Владимирович Алексеенко
Александр Валерьевич Павлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева)
Priority to RU2017143447A priority Critical patent/RU2652797C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2652797C1 publication Critical patent/RU2652797C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50Amines
    • C08G59/5006Amines aliphatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к получению аминных отвердителей для эпоксидных лакокрасочных композиций для создания покрытий с высокими физико-механическими и противокоррозионными свойствами, отверждающимися в неблагоприятных условиях. Предложен аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций, представляющий собой продукт взаимодействия 4,4’дифенилолпропана, формальдегида и алифатических аминов (диэтилентриамин или триэтилентетрамин) при температуре 80+0,5°С и мольном соотношении компонентов, равном 1:4,5:(3,2-4,1) соответственно. Технический результат - предложенный отвердитель позволяет снизить время высыхания эпоксидных композиций при низких температурах и высокой влажности. 1 табл., 9 пр.

Description

Данное изобретение относится к области химии, а именно к получению аминных отвердителей для эпоксидных лакокрасочных композиций для создания покрытий с высокими физико-механическими и противокоррозионными свойствами, отверждающимися в неблагоприятных условиях, и может быть использовано для нанесения этих покрытий на металлическую поверхность в условиях высокой влажности и низких температур.
Известны аминные отвердители для эпоксидных лакокрасочных композиций, позволяющие варьировать в широких пределах технологические свойства этих композиций (вязкость, жизнеспособность, время отверждения и др.), а также осуществлять целенаправленное регулирование свойств отвержденных покрытий.
Например, аминные отвердители эпоксидных смол Mg-м-фенилендиамин (Герм. Заявка С 9373 (15.5.54), CWA) для получения покрытий, устойчивых к действию щелочей, и аминный отвердитель эпоксидных смол (RU 2443724), представляющий собой раствор полианилина в форме эмеральдинового основания в 2-метилпентаметилен-1,5-диамине, обладающий высокими антикоррозионными свойствами, не оказывают отверждающее действие при низких температурах и высокой влажности.
Известен аминный отвердитель эпоксидных смол диаминодициклогексилметан (Герм. Заявка В 32594 (14.9.54) (DAS 1006991), BASF), обладающий низкой летучестью и оказывающий отверждающее действие при низких температурах, но он не способен формировать покрытия в условиях высокой влажности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является аминный отвердитель с заблокированными аминогруппами (RU 2065436, прототип), способный оказывать отверждающее действие при высокой влажности умеренных температурах. Однако для его использования при низких температурах необходимо введение специальных добавок-ускорителей.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание аминного отвердителя нового поколения для эпоксидных лакокрасочных композиций с целью снижения времени высыхания эпоксидных композиций при низких температурах и высокой влажности. Для достижения этой цели предлагается повысить реакционную способность отвердителя (массовая доля молекулярного азота должна составлять 25,4-29,5%) и увеличить его гидрофобность.
Поставленная задача решается путем получения аминного отвердителя на основе 4,4’дифенилолпропана, формальдегида и ряда алифатических аминов при температуре 80±5°С, при мольном соотношении 4,4’дифенилолпропан: формальдегид: алифатические амины, равном 1: 4,5: (3,2-4,1) соответственно. В качестве алифатических аминов предлагается использовать диэтилентриамин или триэтилентетрамин.
Для синтеза отвердителя раствор 4,4’дифенилолпропана в изобутаноле эмульгируют водным раствором формальдегида (формалин) в присутствии 5% водного раствора поливинилового спирта при температуре 25±5°С при интенсивном перемешивании. После получения стабильной эмульсии к реакционной смеси медленно прикапывают алифатический амин и нагревают до 80±5°С при интенсивном перемешивании. После окончания прикапывания всего количества алифатического амина реакционная смесь выдерживается в течение 18-20 часов при температуре 80±5°С и постоянном перемешивании до полного завершения реакции, о чем судят по убыли свободного формальдегида. Способ получения отвердителя иллюстрируется примерами 1-4.
Пример 1. К раствору 4,4’дифенилолпропана в изобутаноле (с концентрацией 50% масс.) в количестве 45,72 г добавляют формалин в количестве 38,5 г и 5% водный раствор поливинилового спирта в количестве 12,4 г, перемешивают в течение 1,5 часов при температуре 25±5°С. Затем прикапывают при интенсивном перемешивании диэтилентриамин в количестве 32,9 г в течение 10-15 минут, затем производят нагрев реакционной массы при температуре 80±5°С и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 18-20 часов до полной убыли свободного формальдегида. После чего реакционную массу охлаждают до температуры 25±5°С, после чего она расслаивается на два слоя, нижний слой – водный маточник сливают, верхний слой – отвердитель фильтруют и сливают в емкость. Получают 55,4 г отвердителя (выход 60%). Полученный продукт имеет внешний вид вязкой смолообразной жидкости от светло-желтого до желтого цвета, без механических включений. Содержание массовой доли молекулярного азота составляет 25,4–26,3 %.
Пример 2. К раствору 4,4’дифенилолпропана в изобутаноле (с концентрацией 50% масс.) в количестве 45,72 г добавляют формалин в количестве 38,5 г и 5% водный раствор поливинилового спирта в количестве 12,4 г, перемешивают в течение 1,5 часов при температуре 25±5°С. Затем прикапывают при интенсивном перемешивании диэтилентриамин в количестве 42,2 г в течение 10-15 минут, затем производят нагрев реакционной массы при температуре 80±5°С и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 18-20 часов до полной убыли свободного формальдегида. После чего реакционную массу охлаждают до температуры 25±5°С, после чего она расслаивается на два слоя, нижний слой – водный маточник сливают, верхний слой – отвердитель фильтруют и сливают в емкость. Получают 78,8 г отвердителя (выход 57%). Полученный продукт имеет внешний вид вязкой смолообразной жидкости от светло-желтого до желтого цвета, без механических включений. Содержание массовой доли молекулярного азота составляет 27,5–28,6 %.
Пример 3. К раствору 4,4’дифенилолпропана в изобутаноле (с концентрацией 50% масс.) в количестве 45,72 г добавляют формалин в количестве 38,5 г и 5% водный раствор поливинилового спирта в количестве 12,4 г, перемешивают в течение 1,5 часов при температуре 25±5°С. Затем прикапывают при интенсивном перемешивании триэтилентетрамин в количестве 46,7 г в течение 10-15 минут, затем производят нагрев реакционной массы при температуре 80±5°С и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 18-20 часов до полной убыли свободного формальдегида. После чего реакционную массу охлаждают до температуры 25±5°С, после чего она расслаивается на два слоя, нижний слой – водный маточник сливают, верхний слой – отвердитель фильтруют и сливают в емкость. Получают 83,0 г отвердителя (выход 58%). Полученный продукт имеет внешний вид вязкой смолообразной жидкости от желтого до желто-коричневого цвета, без механических включений. Содержание массовой доли молекулярного азота составляет 25,7–26,8 %.
Пример 4. К раствору 4,4’дифенилолпропана в изобутаноле (с концентрацией 50% масс.) в количестве 45,72 г добавляют формалин в количестве 38,5 г и 5% водный раствор поливинилового спирта в количестве 12,4 г, перемешивают в течение 1,5 часов при температуре 25±5°С. Затем прикапывают при интенсивном перемешивании триэтилентетрамин в количестве 58,4 г в течение 10-15 минут, затем производят нагрев реакционной массы при температуре 80±5°С и выдерживают при непрерывном перемешивании в течение 18-20 часов до полной убыли свободного формальдегида. После чего реакционную массу охлаждают до температуры 25±5°С, после чего она расслаивается на два слоя, нижний слой – водный маточник сливают, верхний слой – отвердитель фильтруют и сливают в емкость. Получают 94,5 г отвердителя (выход 61%). Полученный продукт имеет внешний вид вязкой смолообразной жидкости от желтого до желто-коричневого цвета, без механических включений. Содержание массовой доли молекулярного азота составляет 28,8–29,5 %.
Для отверждения эпоксидных лакокрасочных композиций отвердитель вводят в количестве от 0,95 до 1,05 по эквиваленту на 1 эквивалент эпоксидной смолы, в качестве которой могут использоваться низкомолекулярные эпоксидные смолы ЭД-20 (мол. масса 400, содержание эпоксидных групп 22% ГОСТ 105972-76); Э-40 (мол. масса 700-800, содержание эпоксидных групп 13-15% ОСТ 6-10-416-77) и др. Способы нанесения лакокрасочных покрытий на основе эпоксидных смол и предлагаемого отвердителя иллюстрируются примерами 5-9.
Пример 5. В эпоксидную смолу ЭД-20, взятую в количестве 100 масс. ч., вводят отвердитель, получаемый по примеру 1, взятый в количестве 7,4 масс. ч. и предварительно смешанный с 6,8 масс. ч. смеси растворителей ксилол:этилцеллозольв в соотношении 60:40 соответственно. Смесь тщательно перемешивают и наносят на подложку аппликатором для получения сухой пленки толщиной 180-200 мкм.
Пример 6. Эпоксидная смола ЭД-20 – 100,0 масс. ч. Отвердитель по примеру 2 – 7,1 масс. ч. Смесь ксилол:этилцеллозольв (в соотношении 60:40) – 6,5 масс. ч.
Приготовление и нанесение аналогичны примеру 1.
Пример 7. Эпоксидная смола ЭД-20 – 100,0 масс. ч. Отвердитель по примеру 3 – 5,6 масс. ч. Смесь ксилол:этилцеллозольв (в соотношении 60:40) – 6,0 масс.ч.
Приготовление и нанесение аналогичны примеру 1.
Пример 8. Эпоксидная смола ЭД-20 – 100,0 масс. ч. Отвердитель по примеру 4 – 5,2 масс. ч. Смесь ксилол:этилцеллозольв (в соотношении 60:40) – 6,0 масс. ч.
Приготовление и нанесение аналогичны примеру 1.
Пример 9. Эпоксидная смола Э-40 – 100,0 масс. ч. Отвердитель по примеру 4 – 4,1 масс. ч. Смесь ксилол:этилцеллозольв (в соотношении 60:40) – 6,0 масс. ч.
Приготовление и нанесение аналогичны примеру 1.
Условия отверждения покрытий: температура от -15 до 00С; влажность 96%; время отверждения 5 суток.
Свойства покрытий на основе разработанного отвердителя представлены в таблице 1.
Таблица 1
Показатели Покрытия по примерам
Прототип Пример 5 Пример 6 Пример 7 Пример 8 Пример 9
1. Время отверждения до степени «3», час
при температуре
20,0+0,5°С,
-5,0+0,5°С,
-15,00+0,5°С



2,5
24,0
72,0



2,0
6,0
24,0



2,0
6,0
24,0



2,0
6,0
24,0



2,0
6,0
24,0



1,5
4,5
24,0
2. Испытание на истирание с МЭК, число ходов
30

80

80

90

95

более 100
3. Содержание гель-фракции в композиции при 20,0+0,5°С, %
- при -5,0+0,5°С, %
- при -15,00+0,5°С,%



87,0
85,0
37,0



88,0
83,0
73,0



85,0
84,0
75,0



88,0
85,0
73,0



88,0
85,0
74,0



87,0
82,0
79,0
4. Адгезионная прочность по стали, МПа
- исходная
- после выдержки



5,5
4,0



9,1
5,6



9,2
5,5



9,7
6,3



9,5
6,1



9,6
6,6
5. Стойкость к 10% раствору серной кислоты, сут. 60 60 60 60 60 60
6. Стойкость к 20% раствору едкого натра, сут. 20 20 20 20 20 20
Время отверждения до степени «3» определяют при влажности 96%.
Испытание на истирание проводят через 5 суток после отверждения при температуре -15,00+0,5°С. Для этого пропитанный метилэтилкетоном (МЭК) ватный тампон перемещают с постоянным нажимом на лаковую пленку 100 раз туда и обратно (100 двойных ходов). Если уже при менее чем 100 двойных ходах можно наблюдать сильные повреждения или отслоение пленки, тест прерывают. Затем пластинки оценивают визуально на потускнение и/или отслаивание пленки.
Содержание гель-фракции в композиции оценивают после 5 суток отверждения.
Адгезионную прочность по стали оценивают как исходную, так и после выдержки в дистиллированной воде в течение 72 часов при 20,0+0,5°С.
С аминными отвердителями из примеров 1 – 4 и эпоксидными смолами при влажности 96% и температуре воздуха до -15°С, получают покрытия с высокой адгезией и стойкостью к действию растворов кислот и щелочей. При этом содержание массовой доли молекулярного азота в отвердителе составляет 25,4–29,5 %.

Claims (1)

  1. Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций, представляющий собой продукт взаимодействия 4,4’-дифенилолпропана, формальдегида и диэтилентриамина или триэтилентетрамина при температуре 80+0,5°С и мольном соотношении компонентов, равном 1:4,5:(3,2-4,1) соответственно.
RU2017143447A 2017-12-12 2017-12-12 Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций RU2652797C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143447A RU2652797C1 (ru) 2017-12-12 2017-12-12 Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017143447A RU2652797C1 (ru) 2017-12-12 2017-12-12 Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2652797C1 true RU2652797C1 (ru) 2018-05-03

Family

ID=62105366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017143447A RU2652797C1 (ru) 2017-12-12 2017-12-12 Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2652797C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735284C1 (ru) * 2019-08-05 2020-10-29 Акционерное общество "ЭНПЦ Эпитал" Способ получения отвердителей эпоксидных смол
CN113861907A (zh) * 2021-09-18 2021-12-31 东南大学 一种施工和易性优异的钢桥面铺装用热拌二阶环氧粘层油制备方法及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065436C1 (ru) * 1993-05-12 1996-08-20 Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации Отвердитель для эпоксидных смол
RU2015128062A (ru) * 2012-12-11 2017-01-16 Фишерверке Гмбх Унд Ко.Кг Эпоксидная масса для крепежных целей, применение этой массы и определенных компонентов
US20170166687A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Evonik Degussa Gmbh Epoxy resin compositions for production of storage-stable composites

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2065436C1 (ru) * 1993-05-12 1996-08-20 Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации Отвердитель для эпоксидных смол
RU2015128062A (ru) * 2012-12-11 2017-01-16 Фишерверке Гмбх Унд Ко.Кг Эпоксидная масса для крепежных целей, применение этой массы и определенных компонентов
US20170166687A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Evonik Degussa Gmbh Epoxy resin compositions for production of storage-stable composites

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2735284C1 (ru) * 2019-08-05 2020-10-29 Акционерное общество "ЭНПЦ Эпитал" Способ получения отвердителей эпоксидных смол
CN113861907A (zh) * 2021-09-18 2021-12-31 东南大学 一种施工和易性优异的钢桥面铺装用热拌二阶环氧粘层油制备方法及其应用
CN113861907B (zh) * 2021-09-18 2023-02-21 东南大学 一种施工和易性优异的钢桥面铺装用热拌二阶环氧粘层油制备方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3344677B1 (de) Emissionsarme epoxidharz-zusammensetzung
EP3180383B1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
EP2943519B1 (de) Härter für emissionsarme epoxidharz-produkte
DE1643278A1 (de) Neue Addukte aus Polyepoxiden und Polyaminen,Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung
RU2652797C1 (ru) Аминный отвердитель для эпоксидных лакокрасочных композиций
WO2010121397A1 (zh) 一种水溶性环氧固化剂及其制备方法
EP3350245A1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
KR20200140296A (ko) 페날카민 에폭시 경화제 및 그를 함유하는 에폭시 수지 조성물
EP3596150B1 (de) Verfahren zur herstellung eines härters für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
EP3350244B1 (de) Härter für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
US3763102A (en) Production of moldings and coatings by the reaction of a polyepoxide and a polyamine
EP4377372A1 (de) Aminhärter mit hohem erneuerbarem kohlenstoffanteil
EP3252091B1 (de) Tetrahydrofuran-diamin
DE1618801C3 (de) Verfahren zur Herstellung cycloaliphatische Hydroxydiamine und deren Verwendung als Härter für Epoxidverbindungen
JP7051857B2 (ja) N,n’-ジアミノプロピル-2-メチル-シクロヘキサン-1,3-ジアミンおよびn,n’-ジアミノプロピル-4-メチル-シクロヘキサン-1,3-ジアミン、ならびにエポキシ樹脂用の硬化剤としてのそれらの使用
WO2021170512A1 (de) Amin-epoxidharz-addukt
WO2017037070A1 (de) Amin für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
RU2802331C1 (ru) Эпоксидная композиция для подводного нанесения
RU2247136C1 (ru) Клеевая композиция
EP3596151A1 (de) Härter für emissionsarme epoxidharz-zusammensetzungen
RU2479601C1 (ru) Эпоксидная композиция холодного отверждения
KR100884320B1 (ko) 에폭시 경화제 수지 조성물 및 이의 제조방법
WO2023084904A1 (ja) 水中硬化型エポキシ樹脂組成物、水中硬化型塗料、これらの硬化物、並びに水中硬化型エポキシ樹脂硬化剤混合物
DE1643278C3 (de) Flüssige Produkte aus Polyglycidylethern und methylsubstituierten Hexamethylendiaminen und deren Verwendung
DE888170C (de) Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Polymerisationsprodukten