Способ получения полимерного связующего

Способ получения полимерного связующего

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО СВЯЗУЮЩЕГО путем совмещения резольной фенолформальдегидной смолы с эпоксидным соединением при нагревании , отличающийся тем, .что, с целью снижения температуры отверждения связующего, повышения степени его отверждения и показателей ударной вязкости и прочности на изгиб в отвержденном состоянии , предварительно резальную и фенолформальдегидную смолу с вязкостью 1-100 Па-с и содержанием 0,25% воды смешивают с .метилтетрагидрофталевым ангидридом и вьщерживают при 30-70°С в течение 20-60 мин, а продукт их взаимодействия совмещают с эпоксидным соединением диглицидиi ловым эфиром резорцина при 60-90°С в течение 10-200 мин при весовом соотношении резольной фенолформальдегидной смолы, метилтетрагидрофталевого ангидрида и диглицидилового эфира резорцина 100:

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с 31

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3471829/23-05 (22) 16.07. 82 (46) 23. 06. 84. Бюл. Ф 23 (72) Н.Н. Прудникова, Л.P . Вин, О.А. Тихова, В.Г. Каркозов и А.Ф. Николаев (71) Кемеровский научно-.исследовательский институт химической промышленности Кемеровского научно-производственного объединения "Карболит" (53) 678.632(088.8) (56) 1. Пакен А.M. Эпоксидные соеII динения и эпоксидные смолы. Л., Государственное научно-техническое издательство химической литературы", 1962, с. 507-508.

2.. Кардашов Д.А. Конструкционные клен. N., "Химия", 1980, с. 39-40 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО СВЯЗУЮЩЕГО путем совмещения резольной фенолформальдегидной смо,SU„„1098942 Д

31бп С 08 С 8/28 С 08 L 61/10 лы с эпоксидным соединением при нагревании, отличающийся тем, .что, с целью снижения температуры отверждения связующего, повышения степени его отверждения и показателей ударной вязкости и прочности на изгиб в отвержденном состоянии, предварительно резольную и фенолформальдегидную смолу с вязкостью 1-100 Па с и содержанием 0,257 воды смешивают с .метилтетрагидрофталевым ангидридом и выдерживают при 30-70 С в течение 20-60 мин, а продукт их взаимодействия совмещают с эпоксидным соединением диглицидиловым эфиром резорцина при 60-90 С в течение 10-200 мин при весовом соотношении резольной фенолформальдегидной смолы, метилтетрагидрофталевого ангидрида и диглицидилового эфира резорцина 100:(65-130): Я

: (60-120) .

1098942

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, согласно которому эпоксидный олигомер с молекулярной массой 350-400 оплав", ляют с резольной фенолформальдегид. 55

Изобретение относится к получению полимерных связующих на основе резольных фенолформальдегидных смол и эпоксидных соединений, применяемых для изготовления слоистых пластиков, лаковых покрытий, в качестве компонентов клеевых составов и т.д.

Известен способ получения эпоксидно-фенольного связующего, по которому равные части фенолформальдегидного продукта конденсации, содержащего 39Х воды, и полимерного глицидного эфира Бис -фенола А с температурой размягчения 85-100 С и весом эпоксидного эквивалента 730 после добавки 2Х фенолята натрия перемешивают и наносят в виде лака на основу. После отверждения в течение 1 ч при 150 С получают твердый эластичный слой, устойчивый к изменениям ат- 20 мосферных условий.

Известен также способ получения эпоксидно-фенольного связующего, сог ласно которому 10 ч. обезвоженного фенолформальдегидного продукта кон. денсации сплавляют с. 20 вес.ч. глицидного эфира Бис -фенола А с температурой размягчения 38-46 С и

10 вес.ч. диэтилентриамина при комнатной температуре. Полученная масса служит клеем для фарфора, металла, а также употребляется в шачест" ве прессуемой смолы.

Эти способы обеспечивают получение связующих, обладающих значитель- 35 но более высокой адгезией по сравнению с фенолформальдегидньппу смолами и более низкой стоимостью по сравнению с эпоксидными смолами j 1j.

Недостатком этих способов яв- 40 ляется то, что связующие отверждаются при высоких температурах (150о

200 С) . При этом степень отверждения их низка. Наличие в полимере

-реакционноспособного неотвержденно- 45

ro связующего приводит к быстрому его старению и к ухудшению свойств.

Кроме того, в отвержденном состоянии связующее приобретает жесткость, снижается его способность к дефор-, 50 мации, что ограничивает область

его применения. ной смолой при 95-110 С, при этом соотношение компонентов соответственно составляет 60:40. Отверждение связующего проводят при 150о

200 С. Связующее, полученное известным способом, характеризуется повышенной прочностью на отрыв P 2g.

Недостатками известного способа является то, что связующее отверждается при высокой температуре. При этом степень отверждения довольно низка. Кроме того, связующее имеет, низкую способность к деформации, а именно прочностные свойства, характеризующие способность связующего противостоять удару и изгибу, низки.

Целью изобретения является снижение температуры отверждения связующего, повышение степени его отверждения, показателей ударной вязкости и прочности на изгиб в отвержденном состоянии.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно резольную фефенолформальдегидную смолу с вязкостью 1-100 Па с и содержанием

0,2-5Х воды смешивают с метилтетрагидрофталевьм ангидридом и выдерживают при 30-70 С в течение 20-60 мин, а продукт их взаимодействия совмещают с эпоксидным соединением — диглицидиловым эфиром резорцина при 6090 С,в течение 10-200 мин при весовом соотношении резольной фенолформальдегидной смолы, метилтетрагидрофталевого ангидрида и диглицидилового эфира резорцина 100:(65-130):

: (60-120) .

Применение смолы с вязкостью более 100 Па-с приводит к получению высоковязкого связующего, не пригодного к переработке методом заливки.

Количество воды в смоле не должно превышать 5Х, так как при более высоком ее содержании ухудшается взаимодействие между смолой и ангидридом, что отрицательно сказывается на свойствах связующего. Проведение процесса при указанных параметрах обеспечивает полное взаимодействие фенолформальдегидной смолы с ангидридом и последующее совмещение полученного продукта с эпоксидным соединением с образованием связукицего, отверждающегося при пониженной температуре с высокои степенью отверждения, способного противостоять деформациям на изгиб и удар.

1098

П р и м е, р 1. В реакционный сосуд, снабженный мешалкой и рубашкой для подвода и отвода тепла, загружают 100 г фенолформальдегидной резольной смолы вязкостью .1 Па с, содержащей 57 воды, 130 г метилтетра- гидрофталевого ангидрида и нагревают о при 30 С в течение 60 мин до прекращения изменения вязкости продукта.

Затем вводят 120 г- диглицидилового эфира резорцина и нагревают при

70 С в течение 20 мин. Из полученного связующего методом заливки в форме готовят образцы для определения физико-механических показателей. t5

Пример 2. В реакционный сосуд аналогично примеру 1 загружают

100 г фенолформальдегидной смолы вязкостью 50 Па.с, содержащей ЗЖ воды, 100 г метилтетрагидрофталевого ангидрида и нагревают при 50 С в течение 40 мин, затем вводят 90 г диглицидилового эфира резорцина и нагревают при 60 С в течение 20 мин.

В табл. 1 приведены данные, харак"

20 теризующие свойства связующего, полученного предлагаемым способом (по примерам 1-3), в сравнении со свойствами связующего, полученного известным способом (по примеру 4).

Таблица 1

Свя зующее по примеру

Прочность склеивания

Разрушающее нап- ряжение при изгибе, MIa

Время гелеобКоличество

Степень отверждени я, Ж

Ударная вязкость, Д*/мZ летучих при отверждении

% при равномерном отрыве, ИПа разования прн

120 С, мин

При При При При 120 С 150 С 120 С 150 С

76

1,7 3,5 94,9 100

174

36 40 959 100 42

2, 7 3,2 98,1 100 1,4

2,6 3,2 80,8, 84,5 0,2

71

149

159

189 тетрагидрофталевым ангидридом в различо ном соотношении при 120 и 150 С в теченне р 2 ч в сравнении с примерами по предлагаемому и известному способам.

В табл. 2 приведены контрольные примеры по отверждению резольной фенолформальдегидной смолы и дигли-. цидилового эфира резорцина метил942 4

Пример 3. В реакционный сосуд аналогично примеру 1 загружают

100 г фенолформальдегидной смолы вязкостью 100 Па- с, содержащей

0,27 воды, 65 г метилтетрагидрофталевого ангидрида и нагревают при

70 С в течение 20-мин. Затем вводят

60 г диглицидилового эфира резорцио на и нагревают при 90 С в течение

10 мин.

Пример 4. В реакционный сосуд аналогично примеру 1 загружают

100 г фенолформальдегидной смолы вязкостью 50 Па с, содержащей ЗЖ воды, и 120 г диглицидилового эфира резорцина. Смесь нагревают до 95 С и выдерживают 20 мин.

1098942

Таблица 2

Состав связующего,. мас.ч.

Степень отверждения, 7.

Иетнлтетрагидрофталевый ангидрид

При режиме При режиме

120 С, 150 С, 2 ч 2 ч

100

Не отверждается

100

100

100

130

100

100

100

100

130

120

130

100

94,9

100

100

100

95,9

100

65

98,1

100

100 (по известному способу) 100

80,0

84,5

120

95,1

98,3

100

ВНИИПО Заказ 4318/21 Тираж 469 Подписное

Филиал ППП "Патеит", г.Ужгород, уа.Проектмая, 4

Фенолформальце- Диглицидиловый гидная смола эфир резорцина

Как видно из табл. 1, скорость отверждения предлагаемого связующего выше в среднем на 147 по сравнению с известным. Связующее атверждается при 120 С, при этом количесто во летучих, выделившихся при отверждении, находится на одном уровне с известным связующим. Степень отверждения связующего по предлагаемому способу выше на 18-20Х по сравнению с известным.

Улучшены показатели, характеризующие способность связующего к деформациям: ударная вязкость выше в сред- о нем в 14 раз, разрушающее напряжение при изгибе — в 8 раз.

При этом прочностные свойства, характеризующие адгезию связующего, а именно прочность на отрыв, находятся на одном уровне с известным связующим.

Как видно из таблицы, фенолформальдегидная смола и диглицидиловый эфир резорцина в отдельности не отверждаются метилтетрагидрофталевым ангидридом при выбранном соотношении. Лишь связующее, полученное предлагаемым способом, имеет высокую степень отверждения на одном уровне с чистой фенолформальдегидной смолой.