Эпоксидная композиция

Эпоксидная композиция

Реферат

 

(19)RU(11)1251517(13)C(51)  МПК ⁶    _{C08G59/50, C09D163/02, C08L63/02}Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к эпоксидным композициям для водостойких покрытий. Целью изобретения является увеличение адгезии покрытий при воздействии горячей воды, что приводит к увеличению запаса прочности покрытия и увеличению срока его службы. Отвердитель согласно изобретению представляет собой продукт взаимодействия кетимина на основе диэтилентетрамина (ДЭТА) или триэтилентетрамина (ТЭТА) и алифатического или алициклического кетона с алкилуретаном, полученным взаимодействием пропилового, бутилового и октилового спиртов с 2,4-толуилендиизоцианатом при молярном соотношении 1:1-2 в растворе кетона и 20-25^оС. Отвердитель получают в две стадии. На первой стадии получают алкилуретан следующим образом. К раствору 1 моль 2,4-толуилендиизоцианата в кетоне при перемешивании прикапывают 1 моль спирта в виде раствора в том же кетоне. Реакционную массу выдерживают при 40-50^оС в течение 4-6 ч до 50%-ной степени превращения изоцианатных групп. На второй стадии к раствору кетимина при 20-50^оС прикапывают раствор алкилуретана на основе 2,4-толуилендиизоцианата. Реакционную массу выдерживают при той же температуре в течение 4-6 ч до полного исчезновения изоцианатных групп. Выход после отгонки растворителя 96-98% Отвердитель был идентифицирован элементным анализом, молекулярной массой и ИК-спектрами. Отвердитель можно использовать непосредственно в виде раствора. В зависимости от типа исходных компонентов раствор отвердителя имеет вязкость 0,72-0,87 Па с, которая практически не меняется в течение 30 сут. Уменьшение или увеличение количества отвердителя приводит к резкому уменьшению содержания гель-фракции и, как следствие, к ухудшению эксплуатационных характеристик материала (см. примеры 17 и 18 в табл.1 и 2). В качестве эпоксидных смол могут быть использованы низкомолекулярные диановые эпоксидные смолы ЭД-20 (мол.м.400, содержание эпоксидных групп 22% ГОСТ 10597-76), ЭД-16 (мол. м. 600, содержание эпоксидных групп 18% ГОСТ 10597-76), ЭД-40 (мол. м. 700-800, содержание эпоксидных групп 13-15% ОСТ 6-10-416-77). В качестве ускорителя используют третичные амины, например триэтиламин, диметилциклогексиламин, 2,4,6-трис-(диметиламинометил)фенол, промышленный продукт УП-606. В композицию можно вводить пигменты, наполнители и такие растворители, как толуол, ксилол, ацетон, циклогексанон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон. П р и м е р 1. 6,0 мас.ч. (0,1 моль) пропилового спирта прикапывают в виде раствора в циклогексаноне к 17,4 мас.ч. (0,1 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 17,4 мас.ч. циклогексанона, в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивании в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору пропилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1-1,5 ч 26,3 мас.ч. (0,1 моль) кетимина на основе ДЭТА и циклогексанона в виде 50%-ного раствора в циклогексаноне. Процесс ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки циклогексанона получают 48,5 г (97,5% ) продукта с мол.м. 487, содержанием С, Н и N соответственно 67,3; 7,09 и 14,0% П р и м е р 2. 7,4 мас.ч. (0,1 моль) бутилового спирта прикапывают в виде раствора в циклогексаноне к 17,4 мас.ч. (0,1 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 17,4 мас.ч. циклогексанона, в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивании в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору бутилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1,5 ч 26,3 мас.ч. кетимина на основе ДЭТА и циклогексанона в виде 50%-ного раствора в циклогексаноне. Процесс ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки циклогексанона получают 49 г (96%) продукта с мол. м. 516 и содержанием С, Н и N соответственно 68,4; 7,21 и 13,81% П р и м е р 3. 13 мас.ч. (0,1 моль) октилового спирта прикапывают в виде раствора в циклогексаноне к 17,4 мас.ч. (0,1 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 17,4 мас.ч. циклогексанона, в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивают в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору октилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1-1,5 ч 26,3 мас.ч. (0,1 моль) кетимина на основе ДЭТА и циклогексанона в виде 50%-ного раствора в циклогексаноне. Процесс ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки циклогексанона получают 55,5 г (98% ) продукта с мол.м. 567 и содержанием С, Н и N соответственно 68,9; 7,89 и 12,22% П р и м е р 4. 7,4 мас.ч. (0,1 моль) бутилового спирта прикапывают в виде раствора в циклогексаноне к 17,4 мас.ч. (0,1 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 17,4 мас.ч. циклогексанона, в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивают в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору бутилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1-1,5 ч 30,6 мас.ч. (0,1 моль) кетимина на основе ТЭТА и циклогексанона в виде 50%-ного раствора в циклогексаноне. Процесс ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки циклогексанона получают 54,2 г (97,9% ) продукта с мол.м. 568, содержанием С, Н и N соответственно 61,88, 7,71 и 15,21% П р и м е р 5. 14,8 г (0,2 моль) бутилового спирта прикапывают в виде раствора в циклогексаноне к 34,8 мас.ч. (0,2 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 34,8 мас.ч. циклогексанона, в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивают в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору бутилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1-1,5 ч 30,6 мас.ч. (0,1 моль) кетимина на основе ТЭТА и циклогексанона в виде 50%-ного раствора в циклогексаноне. Процесс ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки циклогексанона получают 78 г (97,1% ) продукта с мол.м. 812, содержанием С, Н и N соответственно 64,9; 5,89 и 14,01% П р и м е р 6. 7,4 мас.ч. (0,1 моль) бутилового спирта прикапывают в виде раствора в ацетоне к 17,4 мас.ч. (0,1 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 17,4 мас.ч. ацетона в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивают в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору бутилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1,5 ч 18,3 мас.ч. (0,1 моль) кетимина на основе ДЭТА и ацетона в виде 50%-ного раствора в ацетоне. Процесс ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки ацетона получают 41,9 г (97,1%) продукта с мол.м. 439 и содержанием С, Н и N соответственно 61,32; 8,60 и 16,01% П р и м е р 7. 7,4 мас.ч. (0,1 моль) бутилового спирта прикапывают в виде раствора в метилэтилкетоне к 17,4 мас.ч. (0,1 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 17,4 мас.ч метилэтилкетона, в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивают в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору бутилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1,5 ч 25,4 мас.ч. (0,1 моль) кетимина на основе ТЭТА и метилэтилкетона в виде 50%-ного раствора в метилэтилкетоне. Процессе ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки растворителя получают 48,5 г (96,5%) продукта с мол.м. 495 и содержанием С, Н и N соответственно 62,25; 8,90 и 14,01% П р и м е р 8. 7,4 мас.ч. (0,1 моль) бутилового спирта прикапывают в виде раствора в метилизобутилкетоне к 17,4 мас.ч. (0,1 моль) 2,4-толуилендиизоцианата, растворенного в 17,4 мас.ч. метилизобутилкетона, в течение 1-1,5 ч при 20-40^оС и перемешивании в течение 3-4 ч при той же температуре. К полученному раствору бутилуретана при комнатной температуре и перемешивании прибавляют в течение 1,5 ч 26,8 мас.ч. (0,1 моль) кетимина на основе ДЭТА и метилизобутилкетона в виде 50%-ного раствора в метилизобутилкетоне. Процесс ведут при 30-40^оС в течение 4-6 ч. После отгонки растворителя получают 50,7 г (98,2%) продукта с мол.м. 512 и содержанием С, Н и N cоответственно 65,9; 9,40 и 13,42% Для приготовления композиции эпоксидную смолу смешивают с отвердителем, добавляют ускоритель и тщательно перемешивают при комнатной температуре. В случае использования пигментов, наполнителей и растворителей их вводят в эпоксидную составляющую композиции. Составы композиций приведены в табл.3. Композицию наносят на стеклянные и металлические пластинки в один слой толщиной 455 мкм и отверждают при комнатной температуре и относительной влажности 60-100% Физико-механические свойства покрытий на основе полученных композиций в сравнении с прототипом приведены в табл.1; адгезионные характеристики до и после воздействия горячей воды (96-98^оС, 2 сут) в табл.2 и 4. Относительную твердость определяли на приборе М-3 (ГОСТ 5233-67) прочность при ударе на приборе У1-А (ГОСТ 4765-73), прочность при изгибе на приборе ШГ-1 (ГОСТ 6806-73), адгезионную прочность методом отслаивания (ГОСТ 15140-78) на алюминиевой фольге при скорости движения зажима 70 мм/мин (машина ZT-4).

Формула изобретения

ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая эпоксидиановую смолу, кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом, и ускоритель, отличающаяся тем, что, с целью увеличения адгезионной прочности покрытий на основе композиции при длительном воздействии горячей воды при сохранении высоких физико-механических показателей, в качестве кетиминного отвердителя, модифицированного уретансодержащим изоцианатом, используют соединение общей формулы где n 1 или 2; R₁ CH₃; R₂ CH₃, C₂H₅, изо-C₄H₉; (R₁ + R₂) C₅H₁₀; R₃ C₃H₇, C₄H₉, C₈H₁₇, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Эпоксидиановая смола 100 Кетиминный отвердитель 41 71 Ускоритель 1 2

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4