Полимерная композиция

Изобретение относится к области получения полимерной композиции для лаков, клеев и покрытий. Композиция включает следующее соотношение компонентов в мас.ч.: 100 эпоксидной диановой смолы ЭД-20, 40-80 малеинового ангидрида в качестве отвердителя, 10-30 нефтяного шлама в качестве модификатора, 1-3 кубовых отходов анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч. в качестве ускорителя. Нефтяной шлам состоит из углеводородных фракций с температурой кипения от 293 до 470°С. Изобретение позволяет снизить водопоглощение и время отверждения полимерной композиции. 1 табл.

 

Заявляемое изобретение относится к области получения полимерных композиций для лаков, клеев и покрытий.

Известна композиция, состоящая из эпоксидной смолы, ангидридного отвердителя и ускорителя (А.С. №857184, МКИ C 08 L 63/00, опубл. 25.08.81).

Основным недостатком данной композиции является использование большого количества отвердителя и длительное время отверждения.

Известна полимерная композиция, состоящая из эпоксидной диановой смолы, ангидридного отвердителя и модификатора - диглицидилового эфира ксилитана (А.С. №749871, МКИ C 08 L 63 / 02, С 08 К 5/15, опубл. 23.07.80).

Основным недостатком данной композиции является длительное время отверждения.

Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, ангидридный отвердитель и наполнитель, микронаполнитель - аэросил и катализатор отверждения - необезвоженный цеолит (А.С. №585196, МКИ C 08 L 63/00, опубл. 26.12.77).

Основным недостатком данной композиции является длительное время отверждения.

Известна эпоксидная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, ангидридный отвердитель и модификатор - диглицидиловый эфир ксилита (А.С. №630271, МКИ C 08 L 63/02, C 08 G 59/38, опубл. 01.11.78).

Основным недостатком данной композиции является длительное время отверждения.

Известна композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, ангидридный отвердитель и насыщенный полиэфир - окисленный полиэтиленовый воск (А.С. №1141107, МКИ C 08 L 63/02, опубл. 23.02.85).

Основным недостатком данной композиции является длительное время отверждения, а также высокое водопоглощение.

Известна полимерная композиция, включающая эпоксидную диановую смолу, ангидридный отвердитель и ускоритель - дифениламино-3-аллилокси-пропанол-2 (А.С. №979448, МКИ C 08 L 63/02, C 08 G 59/42, опубл. 07.12.82).

Основным недостатком данной композиции является длительное время отверждения.

Наиболее близкой является полимерная композиция, включающая эпоксидную смолу, отвердитель, в качестве которого используется изометилентетрагидрофталевый ангидрид, модификатор (диглицидилортофталат) и ускоритель (А.С. №737424, МКИ C 08 L 63/00, опубл. 30.05.80).

Недостатками этой композиции является высокое водопоглощение и длительное время отверждения.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка полимерной композиции, обладающей низким водопоглощением, и сокращение времени отверждения.

При осуществлении изобретения получают следующий технический результат:

- уменьшается водопоглощение композиции;

- уменьшается время отверждения.

Указанный технический результат достигается тем, что:

полимерная композиция для лаков, клеев и покрытий, включающая эпоксидную диановую смолу ЭД-20, ангидридный отвердитель, модификатор и ускоритель, отличающаяся тем, что в качестве ангидридного отвердителя композиция содержит малеиновый ангидрид, в качестве модификатора - нефтяной шлам, состоящий из углеводородных фракций с температурой кипения от 293 до 470°С, в качестве ускорителя - кубовые отходы производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч. при следующем соотношениии компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20	100
Малеиновый ангидрид	40-80
Вышеуказанный нефтяной шлам	10-30
Вышеуказанные кубовые отходы производства анилина	1-3

Использование кубовых отходов производства анилина в составе композиции в качестве ускорителя уменьшает время отверждения, что обусловлено содержащимися в ней циклическими ароматическими аминами и смолистыми соединениями сложного состава, содержащими также аминные группы. При взаимодействии кубовых отходов производства анилина с эпоксидной диановой смолой ЭД-20 происходит ее отверждение.

Использование нефтяного шлама ускоряет отверждение композиции, т.к. малеиновый ангидрид, взаимодействуя с водой, содержащейся в нефтяном шламе, превращается в соответствующую кислоту, быстро отверждающую эпоксидную смолу, кроме того, углеводороды, содержащиеся в нефтяном шламе, уменьшают водопоглощение композиции.

Заявляемые пределы компонентов обусловлены следующим.

Уменьшение количества кубовых отходов производства анилина менее 1 мас.ч. увеличивает время отверждения композиции. При увеличении количества кубовых отходов производства анилина более 3 мас.ч. увеличивается водопоглощение композиции и ухудшаются механические свойства.

Уменьшение количества нефтяного шлама менее 10 мас.ч. увеличивает время отверждения и водопоглощение. При увеличении количества нефтяного шлама более 30 мас.ч. ухудшаются адгезионные и механические свойства.

Композицию готовят следующим образом.

Эпоксидную диановую смолу ЭД-20 нагревают до 70-80°С, затем добавляют малеиновый ангидрид и перемешивают до полного растворения ангидрида. Далее при перемешивании вводят нефтяной шлам и кубовые отходы производства анилина.

Состав кубовых отходов производства анилина (ТР производства анилина ЗАО "Оргсинтез" г. Волжский, стадия выделения товарного анилина), мас.ч.:

Анилин	15-18
Циклогексиламин	0-10
Толуидин	2-4
Дифениламин	3-20
Метафенилендиамин	1-3
О, п-аминофенолы	1-6
Едкий натр	1-3
Высококипящие высокомолекулярные смолистые вещества	6-45

Нефтяной шлам состоит из углеводородных фракций с температурой кипения от 293 до 470°С.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

К 100 кг эпоксидной диановой смолы ЭД-20, нагретой до 70-80°С, добавляют 40 кг малеинового ангидрида и перемешивают до полного растворения ангидрида. Затем при перемешивании вводят 10 кг нефтяного шлама и 1 кг кубовых отходов производства анилина.

Пример 2-5 осуществляются аналогично примеру 1, изменяя количества нефтяного шлама, малеинового ангидрида и кубовых отходов производства анилина. Данные по составу и свойствам композиций приведены в таблице.

Испытания на водопоглощение проводились по ГОСТу 4650-80, на адгезию к стали по ГОСТу 15140-78.

Определение степени отверждения. Предварительно взвешенные порошкообразные образцы отвержденных композиций в пакетах из фильтровальной бумаги помещали в аппарат Сакслета и экстрагировали ацетоном в течение 6 часов. Далее извлекали образцы из аппарата и высушивали до постоянного веса. Степень отверждения определяли по следующей формуле:

где а - вес неэкстрагированного обраца, b - вес образца после экстракции и сушки.

Таблица
Компоненты	Содержание компонентов, мас.ч.
	В предлагаемом способе по примеру	Прототип
1	2	3	4	5	6
Эпоксидная диановая смола ЭД -20	100	100	100	100	100	70
Нефтяной шлам	10	30	20	20	20	-
Малеиновый ангидрид	40	40	60	80	40	-
Кубовые отходы производства анилина	1	1	2	3	1	-
Изометилентетрагидрофталевый ангидрид	-	-	-	-	-	66,5
Диглицидилортофталат	-	-	-	-	-	30
Ускоритель УП - 606/2	-	-	-	-	-	0,5
Водопоглощение, %	0,06	0,01	0,01	0,01	0,01	0,18
Время отверждения, мин	60	30	30	20	45	600
Адгезия к стали кгс/см2 (метод отрыва)	200	210	210	230	210	-
Степень отверждения, %	100	92	92	95	90	-

Из таблицы видно, что по водопоглощению и времени отверждения данная полимерная композиция превосходит прототип, а также обладает хорошими адгезионными свойствами.

Полимерная композиция для лаков, клеев и покрытий, включающая эпоксидную диановую смолу ЭД-20, ангидридный отвердитель, модификатор и ускоритель, отличающаяся тем, что в качестве ангидридного отвердителя композиция содержит малеиновый ангидрид, в качестве модификатора - нефтяной шлам, состоящий из углеводородных фракций с температурой кипения от 293°С до 470°С, в качестве ускорителя - кубовые отходы производства анилина с содержанием анилина 15-18 мас.ч., при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола ЭД-20	100
Малеиновый ангидрид	40-80
Вышеуказанный нефтяной шлам	10-30
Вышеуказанные кубовые отходы производства анилина	1-3