Способ получения отвердителей эпоксидных смол

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол. Описан способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий операцию взаимодействия эпоксидного компонента с мольным избытком ди- или полиамина, в котором в качестве эпоксидного компонента применяют моно- и диокиси олефинов, включая циклоалифатические или алифатическо-циклоалифатические диэпоксиды или их смеси (А) в сочетании с соединениями, содержащими триазиновый цикл (Б) в соотношении А:Б от 95:5 до 40:60, а в процессе получения отвердителей в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин - алифатический, ароматический, алкиленароматический или циклоалифатический, а затем к нему прибавляют эпоксидный компонент, причем аминный компонент берут в 5-25-кратном мольном избытке по отношению к эпоксидному компоненту, после чего вводят третичный амин в количестве 0,1-5 мас. ч. на 100 мас. ч. реакционой массы аминного и эпоксидного компонентов и далее ее перемешивают при температуре от 20°С до 160°С в течение от 15 до 200 минут. Технический результат - повышенные прочностных показателей при повышенных температурах, а также улучшенные диэлектрические свойства и высокая дугостойкость. 2 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол и их производных.

Известны отвердители эпоксидных смол, получаемые путем взаимодействия алифатических аминов с окисью пропилена.

(См. Справочник по пластическим массам под редакцией В.М. Катаева, 2изд., М., Химия, 1975, Т2).

Описанные в справочнике отвердители обеспечивают улучшение технологических свойств эпоксидных композиций, но одновременно приводят к снижению деформационной теплостойкости отвержденных полимеров.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий операцию взаимодействия различных ди- и полиаминов с циклоалифатическими или алифатически-циклоалифатическими диокисями, с последующим введением в состав акрилата и аминоспирта (Патент RU 2.507.226 С2 от 28.12.2011 г).

Известный способ позволяет получать эпоксидные полимеры с улучшенными диэлектрическими показателями при температуре до +200°С, сохраняющимися после воздействия горячей перегретой воды и повышенным показателем теплостойкости по Мартенсу - до 220°С. Недостатками указанного способа являются сравнительно невысокие упруго-прочностные показатели при температурах от +150 до 250°С, а также недостаточно высокие показатели тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости (Е), характеризующие радиопрозрачность получаемых материалов, а также их сохранение после воздействия солнечной радиации.

Недостатками известного способа является сравнительно невысокие прочностные показатели отвержденных эпоксидных полимеров при температуре 150-200°С.

Целью заявляемого способа является получение отвердителей, обеспечивающих изготовление эпоксидных полимеров с повышенными прочностными показателями в интервале температур от +150°С до 200°С, улучшенной радиопрозрачностью, то есть с улучшенными показателями тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, а также повышенной дугостойкостью.

Поставленная цель достигается тем, что при получении отвердителя продукта взаимодействия алифатических, ароматических, циклоалифатических или алкиленароматических ди-, или поли- аминов с моно-, диокисями олефинов, включая цикло-алифатические или алифатически-циклоалифатические диэпоксиды или их смеси (А), в состав последних предварительно вводят соединения, содержащие триазиновый цикл (Б) при соотношении А:Б от 95:5 до 40:60, а в процессе получения отвердителя в реактор вначале вводят аминный компонент, а затем к нему прибавляют эпоксидный компонент (А+Б) из расчета мольного превышения амина над эпоксидным компонентом в 5-25 раз, после чего вводят третичный амин в количестве 0,1÷5 мас. ч на 100 мас. ч реакционной массы и далее состав перемешивают при температуре от 20°С до 160°С в течении от 15 до 200 минут.

Указанное подтверждается примерами.

Пример 1.

В реактор, снабженный обогревом-охлаждением и быстроходной мешалкой 1500 об/мин, загружают 1000 мас. ч. мета-фенилендиамина в расплавленном состоянии (Тпл. +63°С), затем к нему в течении 15 минут прибавляют предварительно приготовленную смесь диокиси циклического эфира на основе тетрагидробензальдегида (промышленная марка смола УП-632) компонент А с триглицидилциануратом (промышленная марка смола ЭЦ) - компонент Б, в соотношении А:Б = 65:35, содержание эпоксидных групп в смеси 32% в количестве 330 мас. ч., обеспечивая таким образом 15 кратный мольный избыток мета-фенилендиамина по отношению к эпоксидному компоненту. К подогретой до +80°С смеси в реактор добавляют 3,325 мас. ч третичного амина-триэтаноламинотитаната (из расчета 0,25 мас. ч на 100 мас. ч реакционной смеси) и перемешивают в течении 110 минут.

Полученный таким образом отвердитель охлаждают до температуры окружающей среды и сливают в металлические емкости.

Условия получения отвердителя по примерам 2-5 приведены в таблице 1, а свойства полимеров в таблице 2.

Свойства отвердителя и отвержденных им полимеров на основе эпоксидной смолы - диокиси винилциклогексена приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2 заявляемый способ получения отвердителей эпоксидных смол позволяет получить отвердители, не уступающие по технологическим свойствам прототипу, но обеспечивает существенное повышение прочностных показателей отвержденных эпоксидных смол в интервале температур +150÷200°С, возрастание дугостойкости в 2÷3 раза, а также улучшение показателей тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости, характеризующих радиопрозрачность получаемых на их основе композитных изделий, например, радиопрозрачных укрытий, радаров.

Способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий операцию взаимодействия эпоксидного компонента с мольным избытком ди- или полиамина, отличающийся тем, что в качестве эпоксидного компонента применяют моно- и диокиси олефинов, включая циклоалифатические или алифатическо-циклоалифатические диэпоксиды или их смеси (А) в сочетании с соединениями, содержащими триазиновый цикл (Б) в соотношении А:Б от 95:5 до 40:60, а в процессе получения отвердителей в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин - алифатический, ароматический, алкиленароматический или циклоалифатический, а затем к нему прибавляют эпоксидный компонент, причем аминный компонент берут в 5÷25-кратном мольном избытке по отношению к эпоксидному компоненту, после чего вводят третичный амин в количестве 0,1÷5 мас. ч. на 100 мас. ч. реакционой массы аминного и эпоксидного компонентов и далее ее перемешивают при температуре от 20°С до 160°С в течение от 15 до 200 минут.