способ получения отвердителя эпоксидных смол

Формула изобретения

Способ получения отвердителя эпоксидных смол, включающий процесс взаимодействия амина общей формулы:

где а = 2÷10, а n = 1÷6,

с эфиром акриловой или алкилакриловой кислоты общей формулы

где R₁ - водород или алкильный радикал, а R ₂ - алкильный радикал, отличающийся тем, что процесс взаимодействия амина (А) и эфира (Б) проводят в присутствии катализатора, представляющего ароматическое, алифатическое или гетероциклическое соединение, содержащее третичный или одновременно третичный и вторичный атомы азота (В) в виде раствора 10÷90%-ной концентрации в органическом растворителе, при соотношении компонентов А:Б:В от 80:19,7:0,3 до 30:65:5, при этом процесс ведут при температуре 30÷80°С в течение 10÷60 мин, затем полученный аминоэфир (Г) выдерживают в течение 6÷15 суток при температуре 10÷30°С, затем к нему добавляют акриловую или метакриловую кислоту (Д) в соотношении Г:Д = 99:1 до 92:8 и перемешивают в течение 5÷65 мин при температуре 30÷70°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения отвердителя эпоксидных смол холодного отверждения с использованием аминов, акриловых эфиров и кислот и может быть применено при производстве отвердителей, предназначенных для приготовления эпоксидных компаундов, связующих при изготовлении пластиков, антикоррозионных и декоративных покрытий и других целей.

Известен способ отверждения эпоксидных смол, включающий операцию получения отвердителей-продуктов взаимодействия ароматических аминов с эфирами акриловой и метакриловой кислот (см. авт. свидетельство СССР №243827, Бюлл. изобр. №17, 1969 г., МПК С 08 д 59(50). Недостатком таких отвердителей являются высокие температуры отверждения 60÷120°С и темная окраска отвержденных материалов, что ограничивает их применение. Ближайшим прототипом заявляемого технического решения является патент США №3247163 (от 19 апреля 1966 г.), в котором описан способ получения отвердителей эпоксидных смол холодного отверждения путем взаимодействия аминов с акрилатами.

Недостатком указанного способа является ограниченный срок хранения и резкий запах полученных отвердителей, а также сравнительно низкие прочностные показатели и устойчивость к климатическому воздействию отвержденных ими эпоксидных полимеров.

Целью настоящего изобретения является способ получения отвердителей эпоксидных смол холодного отверждения, устойчивых к длительному хранению, без резкого запаха и обеспечивающих повышенные прочностные показатели и устойчивость к климатическим воздействиям (включая условия Крайнего Севера), отвержденных эпоксидных полимеров. Поставленная цель достигается тем, что процесс взаимодействия аминов общей формулы

где а от 2 до 10, а n от 1 до 6, с эфирами акриловой или алкилакриловой кислоты общей формулы

где R₁ - водород или алкильный радикал, a R₂ - алкильный радикал

проводят в присутствии катализатора, представляющего собой ароматическое, алифатическое или гетероциклическое соединение, содержащее третичный или одновременно третичный и вторичный атомы азота (В) в виде раствора от 10% до 90% концентрации в органическом растворителе при соотношении компонентов А:Б:В от 80:19,7:0,3 до 30:65:5. При этом процесс ведут при температуре от 30 до 80°С в течение от 10 до 60 мин, затем полученный аминоэфир (Г) выдерживают в течение от 6 до 15 суток при температуре от +10 до +30°С, затем к нему добавляют акриловую или метакриловую кислоту (Д) в соотношении Г:Д от 99:1 до 92:8 и перемешивают в течение от 5 до 65 мин при температуре от 30 до 70°С.

Получение отвердителя иллюстрируется примерами.

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и мешалкой загружают 2,5 мас.ч. этилацетата и 2,5 мас.ч. катализатора - метилимидазола (В), затем перемешивают при 20°С до получения раствора (50% концентрации). После этого последовательно приливают 57,5 мас.ч. диэтилентриамина (А) и 40 мас.ч. бутилметакрилата (Б). Соотношение А:Б:В берут 57,5:40:2,5. Смесь перемешивают в течение 35 мин при 55°С. Полученный таким образом аминоэфир (Г) выдерживают 10 суток при 20°С в стеклянной емкости. После выдержки 95 мас.ч. аминоэфира сливают снова в реактор и добавляют к нему метакриловую кислоту (Д) в количестве 5 мас.ч., т.е. Г:Д=95:5, и перемешивают в течение 35 мин при 50°С. Готовый отвердитель затаривают в металлические бочки.

Пример 2÷6 осуществляют аналогичным образом, но применяют компоненты и параметры в соответствии с табл.1. Свойства отвердителей по примерам 1÷6 в сравнении с прототипом приведен в табл.2. Данные таблицы свидетельствуют о существенных преимуществах отвердителей, получаемых по заявляемому способу.

Таблица 1 Условия осуществления способа получения отвердителя по примерам 2÷8
№	Наименование показателя	Величина показателя
		2	3	4	5	6	7	8
1.	Применяемый амин (А)	этилендиамин	Тетраэтиленпентамин	Тетраэтиленпентамин	Полиэтиленполиамин	Триэтилентетрамин	1,10-диаминодекан	1,10-диаминодекан
2.	Применяемый эфир (Б)	бутилметакрилат	этилакрилат	Бутиловый эфир этилметакриловой кислоты	Олигомерный сополимер бутилметакрилата с метилакрилатом	Стеарилметакрилат	Бутилметакрилат	Этиловый эфир бутилакриловой кислоты
3.	Применяемый катализатор	триэтаноламин	Трис-(диметиламинометил)фенол	Трис-(диметиламиноме-тил)фенол	Парааминобен-золсульфамид	Триэтаноламинотитанат	Диметиланилин	Диметиланилин
4.	Соотношение	80:19,7:0,3	57,5:40:2,5	57,5:40:2,5	57,5:40:2,5	57,5:40:2,5	30:40:2,5	30:40:2,5
5.	Применяемый растворитель и концентрация катализатора (В)	10% растворе ксилоле	90% раствор в этилцеллозольве	90% раствор в этилцеллозольве	50% раствор в этиловом спирте	50% раствор в бензиловом спирте	50% раствор в смеси толуола этилацетата и изопропилового спирта 1:1:1	50% раствор в смеси толуола этилацетата и изопропилового спирта 1:1:1
6.	Температура и время получения аминоэфира (Г)	60 мин при 30°С	10 мин при 80°С	10 мин при 80°С	35 мин при 55°С
7.	Температура и время выдержки аминоэфира (Г)	15 суток при 10°С	6 суток при 30°С	6 суток при 30°С	10 суток при 20°С
8.	Соотношение амитноэфира (Г) и вид акриловой или метакриловой кислоты (Д) Г:Д	99:1 акриловая кислота	92:8 метакриловая кислота	92:8 метакриловая кислота	95:5 метакриловая кислота
9.	Температура и время перемешивания Г:Д	65 мин при 30°С	5 мин при 70°С	5 мин при 70°С	35 мин при 50°С