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

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол, применяемых для изготовления эпоксидных составов с улучшенными технологическими свойствами и минимальной токсичностью, обеспечивающими получение композитных материалов с повышенными прочностными, теплофизическими и диэлектрическими свойствами.
Известен способ получения отвердителей эпоксидных смол (аддуктов) путем взаимодействия аминов - ароматических или алифатических, с диановыми или алифатическими смолами, синтезированными методом косвенного эпоксидирования, то есть с использованием эпихлоргидрина, при 4-6 кратным мольным избытком амина (см. «Спарвочник по пластическим массам» под редакцией В.М. Катаева и др. М. 1975. Издательство «Химия», стр.219. Прототип).
Недостатком известного способа является ограниченность решаемых задач. Он позволяет снизить летучесть и токсичность отвердителей, но не повышает жизнеспособность эпоксидных композиций и не улучшает эксплуатационные характеристики получаемых материалов, Кроме того, отвердители, получаемые по указанному способу, имеют малый срок хранения от 0,5 до 3 месяцев.
Целью заявляемого способа является получение отвердителей с высокой стабильностью при хранении и транспортировке в различных климатических условиях и обеспечивающих улучшение диэлектрических свойств при повышенной температуре и после длительного воздействия горячей и перегретой воды.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве эпоксидного соединения применяют циклоалифатические или алифатически-циклоалифатические диокиси, полученные окислением ненасыщенных соединений (А), а в процессе получения отвердителей в реактор вначале вводят жидкий или расплавленный ди- или полиамин - алифатический, ароматический, циклоалифатический или алкиленароматический (Б), а затем прибавляют к нему диокись из расчета 3÷20 кратного мольного избытка амина, после чего вводят акрилат (В) и аминоспирт (Г) в соотношении (А+Б):В:Г от 99,8:0,1:0,1 до 60:30:10 и реакционную смесь перемешивают в течение от 20 до 180 минут при Т = от 30 до 180°С.
Пример 1.
пл
В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и быстроходной мешалкой загружают 500 массовых частей расплавленного 4,4' диаминодифенилметана (Т=82°С) (компонент Б), и к нему в течение 10 минут прибавляют 100 массовых частей диокиси винилциклогексена, содержащего 45% эпоксидных групп (А), то есть при 10 кратном мольном избытке амина. Температуру в реакторе поднимают до 105°С и добавляют 90 массовых частей бутилметакрилата (В) и 40 массовых частей аминоспирта-триизопропаноламина (Г), соотношение (А+Б):В:Г=80:15:5. Далее процесс взаимодействия ведут при 105°С путем перемешивания в течение 85 минут при 1000 оборотах в минуту работающей мешалки. Полученный продукт охлаждают до 20°С и разливают в металлические емкости.
Примеры 2÷8 осуществляют аналогично примеру 1, но с изменением вида диокиси, амина, соотношения компонентов и параметров согласно таблице 1. Свойства отвердителей, полученных по примерам 1-8 и эпоксидных композиций с их применением представлены в таблице 2.
Таблица 2
Свойства отвердителя, полученного по заявляемому способу и отвержденной им эпоксидной диановой смолы марки ЭД-20 (примеры 1÷8)
№ п/п
Наименование показателей
1
2
3
4
5
6
7
8
1
Допустимый срок хранения отвердителя в складских условиях
Не менее 1 года
2
Вязкость отвердителя при ВЗ-4, при 20°С, с
100
100
100
100
100
250
60
100
Композиции на основе смолы Эд-20 и отвердителя
1
Время отверждения смолы в мас.ч. 200 г
- при 20°С
90 мин
90 мин
90 мин
90 мин
90 мин
90 мин
60 мин
120 мин
- при 120°С
10 мин
10 мин
10 мин
10 мин
10 мин
10 мин
7 мин
20 мин
2
Теплостойкость по Мартенсу, °С
210
180
190
200
210
200
220
220
3
Удельное объемное электрическое сопротивление:
- при 20°С, Ом·см
4·10<sup>15</sup>
6·10<sup>15</sup>
7·10<sup>15</sup>
6·10<sup>15</sup>
4·10<sup>15</sup>
6·10<sup>15</sup>
6·10<sup>15</sup>
4·10<sup>15</sup>
- при 150°С, Ом·см
6·10<sup>14</sup>
5·10<sup>14</sup>
4·10<sup>14</sup>
2·10<sup>14</sup>
6·10<sup>14</sup>
5·10<sup>14</sup>
6·10<sup>14</sup>
7·10<sup>14</sup>
- при 200°С, Ом·см
8·10<sup>12</sup>
6·10<sup>12</sup>
8·10<sup>12</sup>
7·10<sup>12</sup>
6·10<sup>12</sup>
2·10<sup>12</sup>
4·10<sup>12</sup>
6·10<sup>12</sup>
То же после пребывания в течение 24 часов
- в кипящей воде, Ом·см
4·10<sup>13</sup>
6·10<sup>13</sup>
9·10<sup>12</sup>
8·10<sup>13</sup>
2·10<sup>13</sup>
4·10<sup>13</sup>
6·10<sup>13</sup>
8·10<sup>12</sup>
- в перегретой воде до 120°С, Ом·см
8·10<sup>12</sup>
6·10<sup>12</sup>
4·10<sup>12</sup>
9·10<sup>11</sup>
6·10<sup>12</sup>
3·10<sup>13</sup>
4·10<sup>13</sup>
4·10<sup>12</sup>