СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕРДИТЕЛЕЙ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ
METHOD OF PRODUCING CURING AGENTS OF EPOXY RESINS

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол, применяемых для получения эпоксидных композиций с улучшенными технологическими свойствами и обеспечивающих получение композитных материалов с повышенными прочностными и теплофизическими показателями.
Известен способ получения отвердителей эпоксидных смол путем взаимодействия аминов, преимущественно первичных, с эпоксидными соединениями не менее чем 4÷6-кратным мольным избытком аминов от стехиометрического количества (аддуктов) (см. «Справочник по пластическим массам» под редакцией В.М.Катаева и др. М., Издательство «Химия», 1975, стр.219. Прототип).
Недостатками такого способа являются сравнительно малый срок хранения самих отвердителей и недостаточно удовлетворительные свойства получаемых с ними эпоксидных композиций, в первую очередь; низкая жизнеспособность при переработке, повышенная вязкость и недостаточное мере устранение их вредного воздействия на человека.
Кроме того, полимеры, полученные при отверждении эпоксидных смол аминоаддуктами, не имеют никаких преимуществ по эксплуатационным характеристикам перед полимерами, отвержденными исходными аминами. У них сравнительно невысокие прочностные и теплофизические показатели и ограниченная устойчивость к климатическому и ультрафиолетовому воздействию.
Целью заявляемого способа является получение отвердителей с повышенной стабильностью при хранении, обеспечивающих улучшение технологических свойств эпоксидных композиций и повышение прочностных показателей после климатического воздействия.
2
Поставленная цель достигается тем, что проводят взаимодействие ди- или полиэпоксидных соединений с азотосодержащими соединениями, причем в качестве азотосодержащего компонента применяют смесь, состоящую из одного или двух соединений, имеющих в своей структуре один или несколько третичных атомов азота и одновременно одну или несколько функциональных групп -NCO, -ОН, -CHOH (А) и соединения, содержащего наряду с третичным атомом азота первичную или вторичную аминогруппу (Б) в соотношении А:Б от 99:1 до 70:30, а операцию взаимодействия осуществляют при соотношении эпоксидное соединение : азотосодержащий компонент от 90:10 до 50:50 путем перемешивания при температуре от 40° до 220°С в течение от 10 минут до 150 минут.
Пример 1.
В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и скоростной мешалкой, загружают 50 массовых частей 2, 4, 6 - трис (диметиламинометил) - фенола марки УП-606/2, являющегося полным аналогом зарубежного продукта DMP-30 (А), и 40 массовых частей пирразола (Б), после чего температуру в реакторе поднимают до 90°С и при работающей мешалке (500 об/мин) загружают 290 массовых частей эпоксидного соединения - диглицидилового эфира 4,4'диоксидифенилсульфона и температуру поднимают до 120°С. Взаимодействие компонентов при этой температуре происходит в течение 80 минут.
Полученный отвердитель охлаждают и разливают в металлическую тару. Примеры 2÷8 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя виды, количества компонентов и режимы их взаимодействия в соответствии с таблицей 1.
Свойства отвердителей в сочетании с эпоксидной смолой ЭД-20 приведены в таблице 2, показывающей преимущества перед прототипом.
Таблица 2
Свойства исходных отвердителей и отвержденных полимеров на основе эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 и отвердителей по заявляемому способу по примерам 1÷8 в сравнении с прототипом.
№ п/п
Наименование показателя
Величина показателей по примерам
1
2
3
4
5
6
7
8
прототип
1.
Стабильность отвердителей при хранении без изменения вязкости, месяцы
Не менее 12
не более 3
Жизнеспособность состава
Не менее суток
30 мин
2
смола+отвердитель в массе 200 г при 20°С, мин
при 60°С, мин
Не менее 300
5
3
Пиковая температура экзотермической реакции отверждения при 60°С в образце кубической формы смолы с отвердителем в массе 1000 г
150
145
148
135
140
135
155
135
280
4
Предел прочности при статическом изгибе, МПа
- исходного образца
130
140
140
135
140
135
140
142
120
- после 12-месячного климатического воздействия на крыше здания в условиях г.Москвы
120
135
145
138
142
130
135
138
60