Способ получения водоэмульсионной эпоксидной композиции

 

Изобретение относится к способам получения водоэмульсионных эпоксидных композиций для защитных покрытий, для обработки стеклянных и базальтовых волокон при получении пластиков. Описывается способ получения водоэмульсионных эпоксидных композиций путем прямого эмульгирования эпоксидной смолы в воде в присутствии эмульгатора - блок-сополимера окиси этилена и окиси пропилена и соэмульгатора - триглицидилфосфата при следующем соотношении компонентов: эпоксидная смола : эмульгатор : соэмульгатор : вода - 1 : 0,005 - 0,035 : 0,005 - 0,05 : 0,7 - 170. Технический результат, который может быть получен от использования изобретения, заключается в получении эпоксидных эмульсий с высокой коллоидно-химической устойчивостью и низкой вязкостью. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения водоэмульсионных эпоксидных композиций для защитных покрытий, обработки волокон.

Известен способ получения эпоксидной дисперсии для обработки стекловолокон, включающее прямое эмульгирование эпоксидной смолы в воде с продуктом взаимодействия гидроксилсодержащего сополимера окиси этилена и окиси пропилена и толуилендиизоцианата [Патент РФ N 2092505, C 08 L 63/00, C 08 J 3/03 // (C 03 C 25/02), 10.10.1997 г., Б.И. N 28]. Получаемая композиция является недостаточно стабильной и непригодной для получения лакокрасочных покрытий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения водоэмульсионной композиции для покрытий путем совмещения эпоксидного связующего с моноэпоксидным соединением и последующим перемешиванием с водой в присутствии эмульгатора - раствора натриевых солей полиэтиленполиаминполи - (метиленфосфоновых) кислот общей формулы R₂N-[-CH₂-CH₂-N(R)-] _n-, где R - CH₂-P(ОН)₂O, а n = 1-3, при соотношении эпоксидно-полиамидная эмаль (в пересчете на эпоксидную смолу) : бутилглицидиловый эфир : эмульгатор : вода - 1 : 0,20-0,32 : 0,005-0,034 : 0,90-1,60 [А.с. СССР N 1524467, C 09 D 5/02, 15.10.1993 г., БИ N 37-38]. Недостатком способа получения является невысокая стабильность эмульсии, узкий интервал соотношения смола : вода, высокая вязкость эмульсии. Задача, на решение которой направлено изобретение, - получение стабильной эпоксидной эмульсии, используемой для получения лакокрасочных покрытий, для обработки стеклянных и базальтовых волокон при получении пластиков.

При решении этой задачи получен технический результат, заключающийся в высокой коллоидно-химической устойчивости при хранении полученных эмульсий, снижении вязкости эмульсий и расширении их функциональных возможностей.

Технический результат удается получить за счет разработки способа получения водной композиции, заключается в прямом эмульгировании эпоксидной смолы в воде, содержащей эмульгатор - сополимер окиси этилена и окиси пропилена и соэмульгатор - триглицидиловый эфир фосфорной кислоты, при следующем соотношении компонентов (мас. ч.): Эпоксидная смола - 1 Блоксополимер окиси этилена и окиси пропилена - 0,005-0,035 Триглицидилфосфат - 0,005-0,05 Вода - 0,7-170 Кроме того, для увеличения стабильности эмульсий некоторых эпоксидных смол эмульсия может содержать разбавитель эпоксидных смол - моноглицидилфосфат в количестве 0,03-0,05 мас. ч.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков изобретения и достижением технических результатов заключается во-первых, в том что триглицидилфосфат играет роль соэмульгатора, повышающего устойчивость эмульсии, и расширяет диапазон соотношений смола - вода, в свою очередь расширяет функциональные возможности композиции; во-вторых, сочетание триглицидилфосфата с моноглицидилфосфатом ускоряет процесс эмульгирования, повышает стабильность эмульсий некоторых высокомолекулярных эпоксидных смол; в-третьих, введение низковязких глицидилфосфатов существенно снижает вязкость эмульсии.

Сочетание всех существенных признаков изобретения обеспечивает: высокую коллоидно-химическую устойчивость эмульсий,
снижение вязкости эмульсий,
расширение функциональных возможностей композиции, заключающееся в использовании композиции в качестве аппрета для стеклянных и базальтовых волокон.

Для получения водоэмульсионных композиций используют следующие компоненты:
эпоксидные смолы: ЭП-1155 (ТУ 6-10-1504-75), ЭП-793 (ТУ 6-10-1538-75), ЭД-20 (ГОСТ 10587-84), Э-45 (ТУ 6-10-1587-76). В качестве поверхностно-активного вещества (ПАВ) использовали сополимер окиси этилена и окиси пропилена R(C₃H₆O)_m(C₂H₄O)_nH, где R - алкильный радикал C₇-C₁₅, m = 14, n = 18 - 102. В качестве модификаторов были использованы моноглицидилдиметилфосфат и триглицидилфосфат [Ризположенский Н. И. , Бойко Л.В., Зверева М.Н. Синтез глицидиловых эфиров кислот фосфора // Докл. АН СССР. - 1964. - т. 155, N 5, - с. 1137-1139].

Пример 1. Эмульсия получается смешением расчетного количества воды, ПАВ и триглицидилфосфата. Затем вводят при температуре 20-25^oC при перемешивании со скоростью 1000-3500 об/мин эпоксидную смолу ЭП-1155. Композиция разбавляется водой до необходимой концентрации. Составы и свойства композиций приведены в табл. 1.

Пример 2. Эмульсия получается по примеру 1 с использованием эпоксидной смолы ЭП-793. Состав и свойства приведены в табл. 1.

Пример 3. Эмульсия получается по примеру 1 с использованием эпоксидной смолы ЭД-20. Состав и свойства приведены в табл. 1.

Пример 4. Эмульсию получают смешением расчетного количества воды, ПАВ и триглицидилфосфата. Затем готовят смесь смолы ЭД-8 и моноглицидилфосфата. При температуре 20-25^oC при перемешивании со скоростью 1000-3500 об/мин смесь ЭД-8 и моноглицидилфосфата вводят в водный состав. Композиция разбавляется водой до необходимой концентрации. Состав и свойства композиций приведены в табл. 1.

Пример 5. Эмульсию готовят по примеру 4 с использованием эпоксидной смолы Э-45. Состав и свойства приведены в табл.1.

Из табл. 1 видно, что эмульсии по примерам 1-3 при соотношении смола : эмульгатор : соэмульгатор : вода = 1 : 0,005 - 0,035: 0,005 - 0,05 : 0,7 - 170 и по примерам 4-5 при соотношении компонентов смола : эмульгатор : соэмульгатор : разбавитель : вода = 1 : 0,005 - 0,035 : 0,005 - 0,05 : 0,03 - 0,05 : 0,7 - 170 имеют высокую коллоидно-химическую устойчивость в течение 24 мес, низкую вязкость (не более 210 сПз) в широком интервале соотношение смола : вода = 1 : 0,7 - 170. Данные композиции могут быть использованы для получения покрытий, для обработки минеральных волокон (стекло, базальт) при получении пластиков.

Формула изобретения

1. Способ получения водоэмульсионных эпоксидных композиций путем прямого эмульгирования эпоксидной смолы в воде с блок-сополимером окиси пропилена и окиси этилена и соэмульгатором, отличающийся тем, что в качестве соэмульгатора используют триглицидилфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Эпоксидная смола - 1
Блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена - 0,005 - 0,035
Триглицидилфосфат - 0,005 - 0,05
Вода - 0,7 - 170
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эпоксидная смола дополнительно содержит моноглицидилдиметилфосфат в количестве 0,03 - 0,05 мас.ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2