кремнийорганические диамины в качестве отвердителей эпоксидных композиций
Классы МПК: | C07F7/10 содержащие азот C08L63/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов |
Автор(ы): | Гарипов Р.М. (RU), Квасов С.А. (RU), Лебедев Е.П. (RU), Какурина В.П. (RU), Дебердеев Т.Р. (RU) |
Патентообладатель(и): | Гарипов Руслан Мирсаетович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-11-25 публикация патента:
10.06.2004 |
Описываются кремнийорганические диамины общей формулы где R - С2Н5; R’ - СН3, С6Н5; R" - С6Н5; n=1-15, в качестве отвердителей эпоксидных композиций. Техническим результатом является расширение ассортимента эпоксидных материалов с низкой вязкостью, обладающих повышенными адгезионными и защитными свойствами. 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Кремнийорганические диамины общей формулы где R-С2Н5;R’-СН3, С6Н5;R"-С6Н5;n=1-15,проявляющие свойства отвердителей для лакокрасочных и безрастворных композиций на основе эпоксидных смол.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области отверждения эпоксидных смол и композиций на их основе.Известно использование кремнийорганических аминов в качестве отвердителей эпоксидных смол. Наиболее распространенными являются аминосилоксаны типа АГМ-3, АГМ-9.Недостатком известных отвердителей является длительность отверждения при комнатной температуре, а также невысокие физико-механические показатели получаемых покрытий.Наиболее близким по технической сущности является использование в качестве отвердителя эпоксиаминных композиций отвердителя аминного типа АСОТ-2 (ТУ 6-02-1250-83), представляющего собой 50%-ный раствор продукта частичной гидролитической поликонденсации -аминопропилтриэтоксисилана в циклогексаноне.Недостатком данного отвердителя являются недостаточные прочностные характеристики получаемых покрытий, невозможность использования его в безрастворных композициях, а также использование в качестве растворителя высокотоксичного циклогексанона.Технической задачей изобретения является расширение ассортимента эпоксидных материалов с низкой вязкостью и малой токсичностью, покрытия на основе которых обладают повышенными адгезионными и защитными свойствами.Техническая задача решается разработкой кремнийорганических диаминов общей формулы где R - C2H5; R’ - СН3, С6Н5; R" - С6Н5; n=1-15,и их использованием в качестве отвердителей эпоксидных смол и композиций на их основе.Эффективность таких отвердителей обусловлена их низкой вязкостью, малой токсичностью, повышенными адгезионными и эксплуатационными характеристиками отвержденных композиций, что позволяет применять их в защитных толстослойных покрытиях и безрастворных конструкционных материалах.Кремнийорганические диамины указанной формулы представляют собой согласно изобретению продукты взаимодействия -аминопропилтриэтоксисилана и ,-дигидроксиорганосилоксанов формулы где R’ - СН3, С6Н5; R" - С6H5; n=1-15.Синтез кремнийорганических диаминов заключается в нагревании смеси исходных компонентов при перемешивании в токе азота до полного удаления выделяющегося этилового спирта.В качестве исходных компонентов использовали -аминопропилтриэтоксисилан (ТУ 6-02-724-77) и дифенилсиландиол (ТУ 6-02-623-76) или продукты олигомеризации дифенилсиландиола.Идентификацию продуктов проводили методом ИК-спектроскопии.Предлагаемые кремнийорганические диамины были испытаны в качестве отвердителей в эпоксидных композициях следующего состава, мас.%:Эпоксидный олигомер 100Растворитель 0-100Синтезированный отвердитель 0-150Отвердитель АСОТ-2 0-46В качестве эпоксидного олигомера использовали смолы марок ЭД-20 и Э-40.В качестве растворителя использовали смесь толуола и бутилцеллозольва в соотношении 1:1.Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.Пример 1. ,-ди(-аминопропил)дифенилсилоксан (отвердитель А).В реакционную колбу, снабженную мешалкой, загружают 30,0 г -аминопропилтриэтоксисилана, 14,63 г дифенилсиландиола и нагревают при перемешивании в токе азота при 90-105С, отгоняя выделяющийся этиловый спирт. Затем температуру поднимают до 140С и выдерживают до прекращения выделения летучих продуктов. Получают 37,6 г (98,0 мас.%) ,-ди(-аминопропил)дифенилсилоксана - прозрачного жидкого продукта с n20D=1,4962, d204=1,1739.Пример 2. ,-ди(-аминопропил)тетрафенилсилоксан (отвердитель В).В реакционную колбу, снабженную мешалкой, загружают 30,0 г -аминопропилтриэтоксисилана, 29,12 г ,-дигидрокситетрафенилсилоксана и нагревают при перемешивании в токе азота при 95-115С, отгоняя выделяющийся этиловый спирт. Затем температуру поднимают до 140С и выдерживают до прекращения выделения летучих продуктов. Получают 57,9 г (98,0 мас.%) ,-ди(-аминопропил)тетрафенилсилоксана - прозрачного жидкого продукта с n20D=1,4911, d204=1,1438.Пример 3. ,-ди(-аминопропил)олигометилфенилсилоксан (отвердитель С).В реакционную колбу, снабженную мешалкой и капельной воронкой, загружают 30 г ,-дигидроксиолигометилфенилсилоксана (n=4-8) и нагревают при перемешивании до 95-100С. Затем вводят 11,53 г -аминопропилтриэтоксисилана и выдерживают при перемешивании в токе азота при 120-130С в течение 1-1,5 часов до полного удаления выделяющегося этилового спирта. Получают 38,1 г ,-ди(-аминопропил)олигометилфенилсилоксана - прозрачного маслянистого продукта с n20D=1,4835, d204=1,0960.В ИК-спектрах полученных продуктов наблюдаются интенсивные полисы поглощения при 1030-1100 см-1, характерные для Si-О-Si и Si-О-С связей, при 1590 см-1, 3040-3060 см-1, характерные для ароматического ядра. Полосы гидроксильной группы, непосредственно связанной с атомом кремния, отсутствуют, а полосы, соответствующие NН2-группе, наблюдаются при 3300 и 3400 см-1.Ниже приведены примеры использования полученных кремнийорганических диаминов в качестве отвердителей композиций на основе эпоксидных смол в сравнении с промышленным отвердителем АСОТ-2.Пример 4.100 эпоксидной смолы ЭД-20 растворяют в 100 толуола и добавляют 70 отвердителя А.Аналогично готовят композиции по примерам 5, 6, 10, меняя соотношение и тип отвердителя.Пример 7.100 эпоксидной смолы Э-40 растворяют в 100 толуола и добавляют 48 отвердителя А.Аналогично готовят композиции по примерам 8, 9, 11, меняя соотношение и тип отвердителя.Пример 12.100 эпоксидной смолы ЭД-20 тщательно перемешивают с 70 отвердителя А и заливают в форму.Аналогично готовят композиции по примерам 13, 14, меняя соотношение и тип отвердителя.Составы композиций по примерам конкретного выполнения представлены в таблице 1.В таблице 2 приведены физико-механические и эксплуатационные характеристики отвержденных композиций.Таким образом, как видно из примеров конкретного выполнения, применение синтезированных кремнийорганических диаминов в качестве отвердителей в композициях на основе эпоксидных смол повышает адгезионную прочность, химическую стойкость, водостойкость и водоотталкивающие свойства, что позволяет рекомендовать их использование в эпоксиаминных композициях для защиты от коррозии металлоконструкций, трубопроводов, аппаратуры в различных отраслях народного хозяйства, где к полимерному покрытию предъявляются жесткие требования. Низкая вязкость синтезированных продуктов позволяет применять их в заливочных составах для монолитных изделий, слоистых материалов, а также полимерных наливных полов в производственных помещениях.Класс C07F7/10 содержащие азот
Класс C08L63/02 простые полиглицидные эфиры бисфенолов