способ получения отвердителей эпоксидных смол

Формула изобретения

Способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий операцию взаимодействия ди- или полиэпоксидных соединений с азотосодержащими компонентами, отличающийся тем, что в качестве азотосодержащего компонента применяют смесь, состоящую из одного или двух соединений, имеющих в своей структуре один или несколько третичных атомов азота и одновременно одну или несколько функциональных групп -NCO, -ОН, -СН₂ОН (А), и соединения, содержащего наряду с третичным атомом азота первичную или вторичную аминогруппу (Б) в соотношении А:Б от 99:1 до 70:30, а операцию взаимодействия осуществляют при соотношении эпоксидное соединение: азотосодержащий компонент 90:10 ÷ 50:50 путем перемешивания при температуре от 40° до 220°С в течение 10 ÷ 150 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол, применяемых для получения эпоксидных композиций с улучшенными технологическими свойствами и обеспечивающих получение композитных материалов с повышенными прочностными и теплофизическими показателями.

Известен способ получения отвердителей эпоксидных смол путем взаимодействия аминов, преимущественно первичных, с эпоксидными соединениями не менее чем 4÷6-кратным мольным избытком аминов от стехиометрического количества (аддуктов) (см. «Справочник по пластическим массам» под редакцией В.М.Катаева и др. М., Издательство «Химия», 1975, стр.219. Прототип).

Недостатками такого способа являются сравнительно малый срок хранения самих отвердителей и недостаточно удовлетворительные свойства получаемых с ними эпоксидных композиций, в первую очередь; низкая жизнеспособность при переработке, повышенная вязкость и недостаточное мере устранение их вредного воздействия на человека.

Кроме того, полимеры, полученные при отверждении эпоксидных смол аминоаддуктами, не имеют никаких преимуществ по эксплуатационным характеристикам перед полимерами, отвержденными исходными аминами. У них сравнительно невысокие прочностные и теплофизические показатели и ограниченная устойчивость к климатическому и ультрафиолетовому воздействию.

Целью заявляемого способа является получение отвердителей с повышенной стабильностью при хранении, обеспечивающих улучшение технологических свойств эпоксидных композиций и повышение прочностных показателей после климатического воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что проводят взаимодействие ди- или полиэпоксидных соединений с азотосодержащими соединениями, причем в качестве азотосодержащего компонента применяют смесь, состоящую из одного или двух соединений, имеющих в своей структуре один или несколько третичных атомов азота и одновременно одну или несколько функциональных групп -NCO, -ОН, -CH₂OH (А) и соединения, содержащего наряду с третичным атомом азота первичную или вторичную аминогруппу (Б) в соотношении А:Б от 99:1 до 70:30, а операцию взаимодействия осуществляют при соотношении эпоксидное соединение : азотосодержащий компонент от 90:10 до 50:50 путем перемешивания при температуре от 40° до 220°С в течение от 10 минут до 150 минут.

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и скоростной мешалкой, загружают 50 массовых частей 2, 4, 6 - трис (диметиламинометил) - фенола марки УП-606/2, являющегося полным аналогом зарубежного продукта DMP-30 (А), и 40 массовых частей пирразола (Б), после чего температуру в реакторе поднимают до 90°С и при работающей мешалке (500 об/мин) загружают 290 массовых частей эпоксидного соединения - диглицидилового эфира 4,4'диоксидифенилсульфона и температуру поднимают до 120°С. Взаимодействие компонентов при этой температуре происходит в течение 80 минут.

Полученный отвердитель охлаждают и разливают в металлическую тару. Примеры 2÷8 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя виды, количества компонентов и режимы их взаимодействия в соответствии с таблицей 1.

Свойства отвердителей в сочетании с эпоксидной смолой ЭД-20 приведены в таблице 2, показывающей преимущества перед прототипом.

Таблица 2
Свойства исходных отвердителей и отвержденных полимеров на основе эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 и отвердителей по заявляемому способу по примерам 1÷8 в сравнении с прототипом.
№ п/п	Наименование показателя	Величина показателей по примерам
1	2	3	4	5	6	7	8	прототип
1.	Стабильность отвердителей при хранении без изменения вязкости, месяцы	Не менее 12	не более 3
	Жизнеспособность состава	Не менее суток	30 мин
2	смола+отвердитель в массе 200 г при 20°С, мин
	при 60°С, мин	Не менее 300	5
3	Пиковая температура экзотермической реакции отверждения при 60°С в образце кубической формы смолы с отвердителем в массе 1000 г	150	145	148	135	140	135	155	135	280
4	Предел прочности при статическом изгибе, МПа
- исходного образца	130	140	140	135	140	135	140	142	120
	- после 12-месячного климатического воздействия на крыше здания в условиях г.Москвы	120	135	145	138	142	130	135	138	60