Способ получения отвердителей эпоксидных смол холодного отверждения

 

Изобретение относится к получению отвердителей, применяемых в эпоксидных компаундах, предназначенных для антикоррозионной защиты и др. Отвердители эпоксидных смол холодного отверждения получают смешением ароматического и алифатического ди- или полиаминов и введением салициловой кислоты. Предварительно получают взаимодействием ароматического ди- или полиамина (А) с салициловой кислотой (Б), растворенной в продукте этерификации ортофталевой кислоты с гидроксилсодержащим соединением (В), выбранным из группы, включающей бутиловый, изонониловый, бензиловый спирт, путем перемешивания компонентов в реакторе при температуре 5090^oС в течение 640 мин в соотношении А:Б:В в мас.ч. от 98:1:1 до 10:20:70. В другом реакторе предварительно получают продукт взаимодействия алифатического ди- или полиамина (Г) с теми же компонентами путем перемешивания их при температуре 3055^oС в течение 325 мин в соотношении Г:Б:В в мас.ч. от 96:2:2 до 4:16:80, после чего полученные продукты взаимодействия на основе ароматического и алифатического ди- или полиаминов смешивают при температуре 1560^oС в течение 320 мин в соотношении от 95:5 до 5:95. Изобретение позволяет получить отвердители, устойчивые при длительном хранении, используемые для получения высокопрочных полимеров с повышенной теплостойкостью. 3 табл.

Изобретение относится к способу получения отвердителей эпоксидных смол холодного отверждения с использованием ароматических аминов и может быть использовано при производстве отвердителей, применяемых в эпоксидных компаундах, предназначенных для антикоррозионной защиты, в качестве наливных полов в строительстве, для пропитки армирующих наполнителей при контактном формовании изделий и других целей.

Известен способ получения отвердителей эпоксидных смол холодного отверждения путем смешения ароматического амина с крезолом и салициловой кислотой или жидкой смеси 3-х ароматических аминов с салициловой кислотой (см. В. А. Лапицкий, А.А. Крицук, "Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков", Киев: "Наукова думка", 1986, с.26-27).

Указанный способ позволяет получать отвердители, обеспечивающие при холодном отверждении более высокие прочностные показатели и деформационную теплостойкость эпоксидных полимеров по сравнению с таковыми, полученными с использованием в качестве отвердителей алифатических аминов.

Недостатком такого способа является низкая жизнеспособность самих отвердителей (12 ч при 20^oС), что не позволяет приготавливать их заранее и поставлять как товарный продукт, то есть при проведении работ с использованием таких отвердителей их надо готовить малыми порциями и немедленно использовать. Кроме того, известный способ предусматривает использование токсичных компонентов - крезола и мета-фенилендиамина, вызывающих токсическое воздействие на работающий персонал, и загрязняет окружающую среду. Отвержденные же полимеры хотя и превышают таковые по прочностным показателям и теплостойкости, отвержденные алифатическими аминами, но имеют недостаточную износостойкость и виброустойчивость. Недостатком указанных отвердителей является также темная окраска отвержденных ими эпоксидных полимеров.

Описан также способ получения отвердителей, как стадия приготовления эпоксидных композиций холодного отверждения, заключающийся в смешении ароматического амина, алифатического амина, крезола и салициловой кислоты (см. Авторское свидетельство СССР 807622 с приоритетом от 27 февраля 1978 г. по заявке 2583142 - прототип).

Полученные по указанному способу отвердители обеспечивают улучшение износостойкости и вибростойкости отвержденных на холоде полимеров, но не лишены указанных выше недостатков.

Целью настоящего изобретения является способ получения отвердителей эпоксидных смол холодного отверждения, устойчивых при длительном хранении, обеспечивающих отверждение, начиная с -10^oС, и получение высокопрочных полимеров с повышенной теплостойкостью, допускающих возможность - при введении красителей и пигментов - окрашивания их практически в любые цвета.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно получают продукт взаимодействия ароматического ди- или полиамина (А) с салициловой кислотой (Б), растворенной в продукте этерификации ортофталевой кислоты с гидроксилсодержащим соединением (В), выбранным из группы, включающей метиловый, этиловый, октиловый, бутиловый, изонониловый, бензиловый спирт путем перемешивания компонентов в реакторе при температуре 5090^oС в течение 640 мин в соотношении А: Б:В в мас.ч от 98:1:1 до 10:20:70, в другом реакторе предварительно получают продукт взаимодействия алифатического ди- или полиамина (Г) с теми же компонентами путем перемешивания их при температуре 3055^oС в течение 325 мин в соотношении Г:Б:В в мас.ч. от 96:2:2 до 4:16:80, после чего полученные продукты взаимодействия на основе ароматического и алифатического ди- или полиаминов смешивают при температуре 1560^oС в течение 320 мин в соотношении от 95:5 до 5:95.

Указанное подтверждается примерами.

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом-охлаждением и мешалкой, загружают 54 мас. ч. ароматического диамина -4,4'диаминодифенилметана (А), 10 мас.ч салициловой кислоты (Б), растворенной в 36 мас.ч. продукта этерификации ортофталевой кислоты, смесью н-бутилового и бензилового спиртов в бутилбензилфталате (В), при соотношении компонентов А:Б:В=54:10:36, температуру в реакторе поднимают при постоянно работающей мешалке, и после достижения температуры 70^oС смесь выдерживают при перемешивании 12 мин, при этом температура, вследствие экзотермичности реакции, начинает повышаться и поэтому включают охлаждение и поддерживают температуру 70^oС еще 11 мин (то есть суммарное время 23 мин). Полученный продукт охлаждают до 36^oС. В другом реакторе аналогично проводят смешение этилендиамина - 50 мас.ч. с 9 мас.ч. салициловой кислоты, также растворенной в 42 мас.ч. бензилбутилфтала. Процесс получения продукта взаимодействия экзотермичен, поэтому после достижения температуры 36^oС через 2 мин включают охлаждение и, поддерживая температуру 42^oС, перемешивают еще 12 мин. После этого продукт охлаждают до 20^oС.

Далее оба продукта взаимодействия -4,4'диаминодифенилметана и этилендиамина с салициловой кислотой в среде бензилбутилфталата смешивают в соотношении 50: 50 в течение 12 мин при температуре 38^oС. Полученный таким образом отвердитель затаривается в металлическую емкость и хранится в складских условиях.

Примеры 2-14 осуществляются аналогично примеру 1. Параметры их осуществления приведены в табл. 1. Свойства отвердителей по примерам 1-14 в сравнении с аналогом и прототипом и наиболее распространенными отвердителями эпоксидных смол холодного отверждения - полиэтиленполиаминным (ПЭПА) и этилендиаминофеноло-формальдегидным конденсатом - АФ2 приведены в табл. 1 и 2.

Отвердители, полученные по заявляемому способу, обладают неоспоримыми преимуществами по сравнению с известными и получили хорошие отзывы как у зарубежных, так и у отечественных потребителей. Они стабильны при хранении и транспортировке, нелетучи, нетоксичны, отверждают эпоксидные смолы даже при умеренных морозах, обеспечивая более высокие прочностные свойства и теплостойкость.

Формула изобретения

Способ получения отвердителей эпоксидных смол холодного отверждения, включающий операции смешения ароматического и алифатического ди- или полиаминов и введения салициловой кислоты, отличающийся тем, что предварительно получают продукт взаимодействия ароматического ди- или полиамина (А) с салициловой кислотой (Б), растворенной в продукте этерификации ортофталевой кислоты с гидроксилсодержащим соединением (В), выбранным их группы, включающей бутиловый, изонониловый, бензиловый спирт, путем перемешивания компонентов в реакторе при температуре 5090^oС в течение 640 мин в соотношении А:Б:В в мас. ч. от 98: 1: 1 до 10:20:70, в другом реакторе предварительно получают продукт взаимодействия алифатического ди- или полиамина (Г) с теми же компонентами путем перемешивания их при температуре 3055^oС в течение 325 мин в соотношении Г: Б: В в мас.ч. от 96:2:2 до 4:16:80, после чего полученные продукты взаимодействия на основе ароматического и алифатического ди- или полиаминов смешивают при температуре 1560^oС в течение 320 мин в соотношении от 95:5 до 5:95.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3