Способ получения самоотверждаемой эпоксидной смолы

Способ получения самоотверждаемой эпоксидной смолы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

1 ф

Г.. (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

t51) М Кл 3 (22) Заявлено 25.06. 80 (21) 2943945/23-05 с присоединением заявки МВ

С 08 F 216/12

С 08 Г> 59/50

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230882. Бюллетень N931 (53) УДК 678 ° 744, .52{088.8) Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Авторы изобретения

Б.A.Òðoôèìoâ, Т.Т„Мишакова и Т.A.Tàíäóðà (71) Заявитель

Иркутский институт органической химии Сибирского отделения АН СССР

) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ САМООТВЕРЖДАЕМОЙ

ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ

Изобретение относится к синтезу эпоксидной смолй, конкретнее к синте зу .эпоксидной смолы на основе винилглицидилового диэфира этиленгликоля и винилового эфира моноэтаноламина, Известно, что эпоксидные смолы находят обширное применение в практических целях для изготовления пропиточных и заливочных компаундов, литьевых продуктов и слоистых пластиков, клеев, а высокомолекулярные смолы — в качестве лаков.

В зависимости от конкретной сферы применения к эпоксидным смолам предъявляют различные требования, и тогда на первый план выступает одно из следующих свойств (или их определенная комбинация): высокая адгезия .к всевозможным материалам, повышенная термостойкость, малая начальная вязкость, быстрое отверждение при комнатной температуре, стабильность электрических характеристик в рабочих условиях и ряд других.

В ряде случаев использование специальных отвердителей для структурирования эпоксидной смолы является нежелательным — однокомпонентная эпоксидная композиция более предпочтительна.

Наиболее близким по технической

=ущности и достигаемому результату является способ получения самоотверждаемой эпоксидной смолы путем соолигомеризации винилглицидилового диэфира этиленгликоля с винильным соединением в присутствии динитрила азобисизомасляной кислоты при 6010

Эта смола может отверждаться без традиционного отвердителя, но процесс структурирования протекает только после выделения полимера из реакционной массы. Получение отвержденной смолы в процессе полимеризации невозможно. Кроме того, оно имеет сравнительно большую для эпоксидной смолы молекулярную массу и представляет собой высоковязкое или твердое

Вещество. Поэтому работа с такой смолой требует специального разбавителя.

Полученные полимеры с различным содержанием N-винилтетрагидроиндола (56-.87 мол. 4) самоотверждаются в течение 12 ч. В данном случае, варьируя концентрацию N-винильного сомономера, невозможно регулировать время отверждения смолы.

952861 И вЂ” CH

-f сн — сн )ООН СНУН, ООН CH ОСН CH — CH

Целью изобретения является получение самоотверждаемой эпоксидной смолы с регулируемым времеием отверждения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения самоотверждаемой эпоксидной смолы путем соолигомеризации винилглицидилового диэфира этиленгликоля с винильным соединением в присутствии динитрила азобисизомасляной кислоты

10 где n = 35-76 мол.Ъ, m 24-65 мол.Ъ.

Известно, что при нагревании винилглицидилового диэфира этиленгликоля с аминами протекает реакция (2 ). 20

CH =СНОСН СН ОСН СН-СН + МНЪ 1,, 1

- СН СНОСН СН OCH GH — CH NHR

0Н

Своеобразие предлагаемой соолигомеризации данных мономеров состоит в том, что наряду с винильной полимеризацией идут процессы полиприсо- З0 единения с участием аминогруппы и

„эпоксикольца.

Структура полученных продуктов доказана методами ИК-спектроскопии и элементного анализа, а также мета- 35 дом турбидиметрического титрования.

В ИК-спектрах растворимых продуктов исчезают полосы поглощения в области 820, 965, 1200, 1320, 1645, 3110 см ", характерные для винилокси-4р группы, и присутствуют полосы поглощения, относящиеся к. эпоксидным и аминогруппам. В спектрах сшитых олигомеров появляется широкая полоса при 3400 см ", относящаяся к гидроксильной группе. Плавность кривых турбидиметрического титрования доказывает образование соолигомеров.

Состав растворимых продуктов определяют ИК-спектральным методом по полосе 4520 см ", характерной для эпоксидного фрагмента, и параллельно по содержанию азота. Доля винилглицидилового диэфира этиленгликоля составляет 35-76 мол,Ъ, винилового эфира моноэтаноламина - 24-65 мол.Ъ.

Глубина превращения находится в пределах 15-41,1Ъ. Непрореагировавшие мономеры могут быть вновь возвращены в реакцию. Полученные продукты не нуждаются в специальной очистке, об- 60 работке и могут быть использованы тотчас же после завершения реакции и удаления мономера.

СоолиГомеры представляют собой желтые смолы, растворимые в ацетоне при 60-80 С, в качестве винильного соединения используют виниловый эфир моноэтаноламина при мольном соотношении винилглицидилового диэфира этиленгликоля и винилового эфира моноэтаноламина (20:80) †(80:20) в течение 2-16 ч.

Строение фрагмента олигомерной цепи можно представить следующим образом: и диокаане, с небольшой молекулярной массой (1000-1800), что является большим преимуществом, так как для проведения реакции не требуются разбавители.

Варьируя количество винилглицидилового диэфира этиленгликоля и винилового эфира моноэтаноламина, можно получать эпоксидную смолу с регулируемым временем отверждения, вплоть до отверждения в процессе самой олигомеризации. При содержании в реакционной смеси винилглицидилового эфира этиленгликоля 20 мол.Ъ за 10 ч при 80 С получен структурированный в процессе олигомеризации продукт.

В данном случае смесь может быть использована без предварительной сополимеризации, которая будет протекать одновременно с процессом отверждения непосредственно в форме, Уменьшая количество винилглицидилового диэфира этиленгликоля до 50 и 20 мол.Ъ и соответственно увеличивая содержание винилового эфира моноэтаноламина, получают эпоксидные смолы с временем отверждения 10 и

24 .ч при 80 С, При комнатной температуре время отверждения композиций составляет 10 и 30 дней соответственно.

Соолигомеризацию винилглицидилового диэфира этиленгликоля (1) с виниловым эфиром моноэтаноламина (II) проводят следующим образом.

II р и м е р 1. Соотношение I:II80:20 мол.Ъ..

В тефлоновую форму помещают 6,94 r винилглицидилового диэфира этиленгликоля, 1,04 г винилового эфира моноэтаноламина и 0,16 г (2Ъ) динитрила азобисизомасляной кислоты. Смесь нагревают в термостате при 800С в течение 10 ч. После окончания реакции отвержденный.блок вынимают из формы. Получено 7,98 r структурированного продукта. Выход 100%.

Пример 2. Соотношение I:II50:50 мол.Ъ.

Соолигомеризацию проводят в колбе при 80 С в течение 5 ч. Взаимодейст952861

Формула изобретения

Составитель В.Полякова

Техред Ж.Кастелевич Корректор М.цемчик

Редактор Н.Егорова

Заказ 6203/38 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 вует 4,98 r винилглицидилового диэфира этиленгликоля, 3 0 r винилового эфира моноэтаноламина и 0,16 г инициатора. По окончании реакции непрореагировавшие мономеры удаляют отгонкой в вакууме. Получено 3,28 r (41,1%) вязкой желтой смолы, растворимой в ацетоне, диоксане, нерастворимой в воде, диэтиловом эфире, гексане и др, Состав соолигомера

I:II — 55:45 мол.%. Молекулярная масса 1300. Синтезированную смолу выливают на стеклянную подложку и нагревают при 80ОC. Самоотверждение происходит за 10 ч. Время отверждения при комнатной температуре составляет 10 дней.

Пример 3. Соотношение I II—

20:80 мол.%.

В колбу помещают 2,30 r винилглицидилового дизфира этиленгликоля, 5,68 r винилового эфира моноэтаноламина и 0,16 г инициатора. Смесь нагревают при 80ОC в течение 16 ч.

Полученный продукт обрабатывают аналогично примеру 2. Получают 1,20 (15%) вязкой растворимой смолы.. Состав I:II — 35-65 мол.%. Молекулярная масса 1000. Время самоотверждения синтезированной смолы при комнатной температуре составляет 30 дней при 80ОС вЂ” 24 ч.

Пример 4 ° Соотношение I.-II—

75-25 мол.%, В колбу помещают 6,0 r винилглицидилового диэфира этиленгликоля, 1,9 г винилового эфира моноэтаноламина и 0,16 г инициатора. Смесь нагревают в термостате при 60ОС в течение 2 ч. Непререагировавшие мономеры отгоняют в вакууме. Получено

2,0 (25%) растворимого олигомера с молекулярной массой 1800. Состав

I:II — 76-24 мол.%. Время самоотверждения при комнатной температуре

5 дней.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать самоотверждаемую смолу с регулируемым временем отверждения, вплоть до отверждения композиции в процессе соолигомеризации, в зависимости от начального состава смеси.

Способ получения самоотверждаемой эпоксидной смолы путем соолигомериза15 ции винилглицидилового диэфира этиленгликоля с винильным соединением в присутствии динитрила азобисизомасляной кислоты при 60-80 С, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с це2П лью получения самоотверждаемой эпоксидной смолы с регулируемым временем отверждения, в качестве винильного соединения, используют виниловый эфир моноэтаноламина при мольном со25 отношении винилглицидилового диэфира этиленгликоля и винилового эфира мо ноэтаноламина (20:80)-(80:20) соответственно в течение 2-16 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9653269, кл. С 08 G 59/06, 1976 (прототип) .

2. Атавин А.С., Трофимов Б.A., 35 Вялых E.Ï., Голованова Н.И. Простые виниловые эфиры, содержащие эпокси группу II. Структурная направленность размыкания окисного цикла в 1-(винилоксиалкокси)-пропилеи-2,3-оксиде

40 нуклеофильными реагентами. Журнал органической химии, 1969, Р 5, с. 342.