способ получения отвердителей эпоксидных смол

Формула изобретения

Способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий операцию взаимодействия эпоксидного соединения с мольным избытком ди- или полиамина, отличающийся тем, что в качестве эпоксидного соединения применяют циклоалифатические или алифатически-циклоалифатические диокиси, полученные окислением ненасыщенных соединений (А), а в процессе получения отвердителей в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин-алифатический, ароматический, циклоалифатический или алкиленароматический (Б), а затем прибавляют к нему диокись из расчета 3-20 кратного мольного избытка амина, после чего вводят акрилат (В) и аминоспирт (Г) в соотношении (А+Б):В:Г от 99,8:0,1:0,1 до 60:30:10, реакционную смесь перемешивают в течение от 20 до 180 мин при температуре от 30 до 180°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол, применяемых для изготовления эпоксидных составов с улучшенными технологическими свойствами и минимальной токсичностью, обеспечивающими получение композитных материалов с повышенными прочностными, теплофизическими и диэлектрическими свойствами.

Известен способ получения отвердителей эпоксидных смол (аддуктов) путем взаимодействия аминов - ароматических или алифатических, с диановыми или алифатическими смолами, синтезированными методом косвенного эпоксидирования, то есть с использованием эпихлоргидрина, при 4-6 кратным мольным избытком амина (см. «Спарвочник по пластическим массам» под редакцией В.М. Катаева и др. М. 1975. Издательство «Химия», стр.219. Прототип).

Недостатком известного способа является ограниченность решаемых задач. Он позволяет снизить летучесть и токсичность отвердителей, но не повышает жизнеспособность эпоксидных композиций и не улучшает эксплуатационные характеристики получаемых материалов, Кроме того, отвердители, получаемые по указанному способу, имеют малый срок хранения от 0,5 до 3 месяцев.

Целью заявляемого способа является получение отвердителей с высокой стабильностью при хранении и транспортировке в различных климатических условиях и обеспечивающих улучшение диэлектрических свойств при повышенной температуре и после длительного воздействия горячей и перегретой воды.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве эпоксидного соединения применяют циклоалифатические или алифатически-циклоалифатические диокиси, полученные окислением ненасыщенных соединений (А), а в процессе получения отвердителей в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин - алифатический, ароматический, циклоалифатический или алкиленароматический (Б), а затем прибавляют к нему диокись из расчета 3÷20 кратного мольного избытка амина, после чего вводят акрилат (В) и аминоспирт (Г) в соотношении (А+Б):В:Г от 99,8:0,1:0,1 до 60:30:10 и реакционную смесь перемешивают в течение от 20 до 180 минут при Т = от 30 до 180°С.

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и быстроходной мешалкой загружают 500 массовых частей расплавленного 4,4' диаминодифенилметана (Т_пл=82°С) (компонент Б), и к нему в течение 10 минут прибавляют 100 массовых частей диокиси винилциклогексена, содержащего 45% эпоксидных групп (А), то есть при 10 кратном мольном избытке амина. Температуру в реакторе поднимают до 105°С и добавляют 90 массовых частей бутилметакрилата (В) и 40 массовых частей аминоспирта-триизопропаноламина (Г), соотношение (А+Б):В:Г=80:15:5. Далее процесс взаимодействия ведут при 105°С путем перемешивания в течение 85 минут при 1000 оборотах в минуту работающей мешалки. Полученный продукт охлаждают до 20°С и разливают в металлические емкости.

Примеры 2÷8 осуществляют аналогично примеру 1, но с изменением вида диокиси, амина, соотношения компонентов и параметров согласно таблице 1. Свойства отвердителей, полученных по примерам 1-8 и эпоксидных композиций с их применением представлены в таблице 2.

Таблица 2
Свойства отвердителя, полученного по заявляемому способу и отвержденной им эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 (примеры 1÷8)
№ п/п	Наименование показателей
		1	2	3	4	5	6	7	8
1	Допустимый срок хранения отвердителя в складских условиях	Не менее 1 года
2	Вязкость отвердителя при ВЗ-4, при 20°С, с	100	100	100	100	100	250	60	100
	Композиции на основе смолы Эд-20 и отвердителя
1	Время отверждения смолы в мас.ч. 200 г
	- при 20°С	90 мин	90 мин	90 мин	90 мин	90 мин	90 мин	60 мин	120 мин
	- при 120°С	10 мин	10 мин	10 мин	10 мин	10 мин	10 мин	7 мин	20 мин
2	Теплостойкость по Мартенсу, °С	210	180	190	200	210	200	220	220
3	Удельное объемное электрическое сопротивление:
	- при 20°С, Ом·см	4·1015	6·1015	7·1015	6·1015	4·1015	6·1015	6·1015	4·1015
	- при 150°С, Ом·см	6·1014	5·1014	4·1014	2·1014	6·1014	5·1014	6·1014	7·1014
	- при 200°С, Ом·см	8·1012	6·1012	8·1012	7·1012	6·1012	2·1012	4·1012	6·1012
	То же после пребывания в течение 24 часов
	- в кипящей воде, Ом·см	4·1013	6·1013	9·1012	8·1013	2·1013	4·1013	6·1013	8·1012
	- в перегретой воде до 120°С, Ом·см	8·1012	6·1012	4·1012	9·1011	6·1012	3·1013	4·1013	4·1012