Борсодержащая эпоксидная композиция

 

ОП ИСАНЙ

<»i 73()715

Союз Советскик

Социалистически к

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6E ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.11.77 (21)2543315/23-05 (5l)M. Кл.

С 08 G 59/40 с п рис оеди нен нем заявки,%—

Гесударстеевкеа квмитет

СССР (23) Приоритет вв делам изобретений и еткрмтнй

Опубликовано 30 04 80 Бюллетень Рй 16

Дата опубликования описания 30.04.80-.(53 ) Уд К 678. 686 (088.8) В, И. Богданов и О. Ф. Саксон (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидромеханизапии. санитарно-технических и специапьных строительных работ (71) Заявитель (54) БОРСОЦЕРЖАЩАЯ ЭПОКСИЦНАЯ КОМПОЗИЦИЯ!

Изобретение относится к пластическим массам и полимерным покрытиям, обладающим повышенной деформационной теплостойкостью.

Известны композиции на основе эпоксидных смол, которые отверждаются борсодержащими. веществами типа боратов обшей формулы B(OR ), например 3- с —

-Ha4THn6opaòîм t1j

Известны также эпоксидные компози то ции, которые отверждаются монозамещенными эфирамн борной кислоты и резорцинов общей формулы. В-Аг(06=О)2, например монозамещенным эфиром . -борной кислоты и резорцина $2) .

Общим недостатком эпоксидных композипий, отвержденных веществами типа боратов, является относительно невысокая теплостойкость (до 135 С по. ВикП,), так как при отверждении подобные вещества практически не сшиваются в обшую структуру с эпоксидным материалом и эффект от введения в композипию бора и

2 арильных циклов получается сравнительно небольшим.

Цель изобретения — увеличение деформационной теплостойкости. ."тказанная цель достигается тем, что борсодержащая эпоксидная композиция, включающая эпоксидный олигомер и борсодержащий отвердитель, в качестве борсодержащего отвердителя содержит монозамещенный эфир борной кислоты — процукт конденсапии борной кислоты с полифенолами, которые содержат два и более арильных цикла,или с полинафтолами при соотношении 0,6-1 моль борной кислоты на фенольный или нафтольный гидроксил при следующем соотношении компонентов, вес Я:

Эпоксидный олигомер 40-80

Борсодержащий отвердитель 20-60 .

Борная кислота или ее ангидрид легко и практически полностью реагирует с о гидроксилами полифенолов при 150-200 С с образованием монозамещенных эфиров. з 730715

Предлагаемые борсодержащие апоксид- борной ные композиции могут содержать и качест- роксил ве целевых добавок растворители, напол. нители и пластификаторы.

Отверждение данных составов происхоо дит при 80-120 С эа 30-90 мин.

Пример 1. Продукт получают конденсацией 1 моль борной кислоты на каждый фенопьный гидроксил 2,6-диоксинаф- Со талина . а=во

ОВ=О.

0 =60 отношение исходных компонентов, 10 вес,%.

Эпоксидный диановый олигомер 80

Борсодержаший отвердител ь 20.

1 Состав отверждается за 40 мин при

100 С.

Пример 5. Продукт получают конденсацией 0,6 моль борной киспоты на каждый фенольный гидроксил оксигидрохи иола

ОВ =0

-о оО=ВО - -О-B.

08=0.

08 =О

Соотношение исходных компонентов, . Вес,04:

Эпокси д ный диа новый олигомер 60

Борсодержащий отвердитель 40.

Состав отверждается за 40 мин при

100 С.

Пример 6 (для крайнего верхнего предела борсодержащего отвердителя).

Продукт получают конденсацией 0,6 моль борной кислоты на каждый фенольный гидроксил 1,2,6-триоксинафталина

08 -O

Соотношение исходных компонентов, вес,+o:

Эпоксидный олигомер (ЭИС-1) 6G 35

Борсодержаший отвердител ь 40.

Состав отверждается за 30 мин при

80 С.

Пример 3, Продукт получают кон- 4о денсацией 1 моль борной кислоты на кажAf é фенольный гидроксил 3,3-диоксибифенила

5- О-Ь вЂ” )

0 О

O-- B

08-0, 0 =ВО

Соотношение исходных компонентов, вес,о/О .

Эпоксидный олигомер (Э ИС-1 ) 40

Борсодержаший отвердитель 60.

Состав отверждается за 40 мин при

100 С.

Пример 7. Продукт получают конденсацией 1 моль борной кислоты на каждый фенольный гидроксил фенопформальдегидной смолы новолачного типа.

0-80

Соотношение исходных компонентов, вес.%: °

Эпоксидный дионовый олигомер 60

Борсодержаший отвердитель 40.

Состав отверждается за 30 мин при

100 С.

Пример 2, Продукт получают конденсацией 1 моль борной кислоты на каждый фенольный гидроксил 1,4-диоксинафталина

Соотношение исходных компонентов, вес Я:

Эпоксидный борфенольный олиго мер 60

Борсодержаший отвердитель 40.

Состав отверждается за 60 мин при

120 С, Пример 4 (для крайнего нижнего предела борсодержащего отвердителя), Продукт получают конденсацией 1 моль

4 кислоты на каждый фенольный гид2,5,8-триоксинафтал ина

307 15 6

cHQ -CH2

ОЬ =О Об=О

5 7 полученной конденсацией в кислой cpeíå феноло-спирта на основе, оксибензола

ОВ=О ОЬ=О

Соотношение исходных компонентов, вес,%:

Эпоксидный диановый олигомер 50

Борсодержаший отверц ител ь 50.

Состав отверждается за 90 мин при

120 С.

Пример 8, Продукт получают конденсацией 1 моль борной кислоты на каждый фенольный гидроксил фенолформальцегидной смолы наволачного типа, lloлученной конденсацией в кислой среде феноло-спирта на основе алкилреэорпинов...-CH,;OH, . QH;...

К ОЬ=О и 08=0

Соотношение исходных компонентов, вес,9о

Эпоксидный циановый олигомер 60

Борсоцержащий отвердитель 40.

Состав отверждается за 90 мин при

120 С.

Свойства предлагаемых бореоцержаших эпоксидных составов в сравнении с известными приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемые составы значительно превосходят известные композиции по деформационной тепs остойк ости.

Положительный аффект создается эа чет использования борсодержащих отвердителей типа малозамещенных эфиров борной кислоты и полифенолов или полинафтолов, в составе которых соцержится два или более арильных цикла. При этом

4С

35 борсоцержащий фрагмент структуры типа ангидрида (-О-В=О) активно участвует в химическом взаимодействии при образовании сетчатой структуры эпоксидного полимера. Высокая степень отверждения предлагаемых композиций (более 95 .б) приводит к тому, что они обладают высокой химической стойкостью. Так, все предлагаемые составы сохраняют свои прочностные свойства и высокое омическое сопротивление после цлительного контакта с водой, солевыми растворами, кислотами (конц. Н SO, 10%-ная НС6, 1(P -ная НИО) и щелочами (20%-ный

Э

klaQH ), При нанесении на °;стальные и бетонные подложки они сохраняют arne эию после контакта с упомянутыми агрессивными средами и обладают хорошими противок оррозионными качествами, Большинство предлагаемых борсодержащих отвердителей могут быть легко синтезированы на имеющемся оборудовании химических и нефтехимических комбинатов и заводов. Исходные вещества для синтеза большинства предлагаемых отвердителей широко используются промыш-. ленностью при производстве красителей (нафтолы ).

Некоторые из предлагаемых отвердителей могут быть легко синтезированы (пример 8) на основе широкой сырьевой базы алкилрезорцинов,, получаемых из смоляных продуктов переработки горючих сланцев на сланцеперерабатываюших комбинатах и заводах.

Предлагаемые борсодержа|цие эпоксидные композиции могут эффективно использоваться в качестве исходных материалов для изготовления слоистых пластиков, заливочных электроиэоляционных компаундов и противокоррозионных покрытий работающих в условиях воздействия повышенных температур. Использование предлагаемых составов, например, для противокоррозионной защиты газоходов дает снижение приведенных затрат по сравнению с известными вариантами защиты, до 10 р, на 1 м защишаемой поверхности, 730715

Предлагаемые композиции

Известные

П оказа тел и 1) 2

1 2 3 4 5 6 7

Предел прочности на сжатие, кгсlсм

1250 1350 1300 1350 1400 1350 1250 1200 1300 1450

Водопоглощение, %

0,5 0,3 0,3 0,4 0,3 0,3 0,4 0,4 0,2 0,2

85 135 175 180 200 205 165 160 200 215

14 14 16

1051010

Адгезия к стали методом сдвига, кгсlсм

Атмосферостойкость, балл (ГОСТ 6992-68) Твердость по маятниковому прйбору (ГОСТ

5233-67) Прочность на удар, кгс см

Потеря в весе при

180 С на 300 ч

Предел прочности на сжатие после контакта с 4н.

Н 504при 80 С в течение 30сут, кгсlсм

Проти вокоррозионные свойства, оцененные емкостно-омическим методом пос— ле контакта с4н. Н $ О.упри и

80 C в течение

30 сут R/C

П р и м е ч а н и е. В графах по оценке противокорроэионных свойств дано отношение R/C (R -омическое сопротивление в Мом см, 2

С вЂ” емкость в пФ/см, 3ащитные свойства могут считаться

2 удовлетворительными до значений В/С,равных 0,5/200.

Температура размягчения по Вика, С (ГОСТ 15065-69)

Удельное омическое сопротивление, ом ° см

15 15 15 14 Л4 15

10 5 10 5 10 510 5 10 5 10 5 10

250 250 200 250 200 200 300 300

7 8 Ч.8 V8 V8 Ч8 78 98 98

075 07 085 08 08 075 09 09

20 20 20 25 20 25 30 30

0,6 0,4 0,5 0,4 1,1 1,0 . 0,5 0,6

1200 1150 1050 1250 1100 1000 1250 1350

Я2 5 85 „ Я 28Д Я ) »

23,0 27,5 31,5 30,2 16,7 49,5 12,5 18,6

Борсодержашая эпоксидная композиция, включаюшая эпоксидный олигомер и борсодержаший отвердитель, о т л и ч аю ш а я с ятем,,что, с целью увеличения деформационной теплостойкости, в качестве борсодержашего отверднтеля композиция содержит моноэамешенный эфир борной кислоты - продукт конденсации борной кислоты с полифенолами, содержашими два и более арильных никла, или с полинафтолами в соотношении 0,6-1 моль

1О

9 7 307

Формула изобретения

20-60.

15 10 борной кислоты на фенольный или нафтольный гидроксил, при следуюшем соотношении компонентов, весЯ .

Эпоксидный олигомер 40-80

Борсодержаший отвердитель

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент ФРГ И 1545066.

zn. 3S В 5, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство

M 540478, кл. С 093 5/08: 1976 (прототип).

Составитель Н. Космачева

Редактор А. Маковская Техред О. Андрейко Корректор В. Синипкая

Заказ 1451/8 Тираж 549 Подписное

ЦНИИП И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4