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

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол, применяемых при приготовлении заливочных и пропиточных компаундов, связующих для армированных композитов, лакокрасочных материалов и других целей.
Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является способ получения отвердителей эпоксидных смол, включающий процесс взаимодействия амина с салициловой кислотой (Патент RU 2207379).
Недостатками прототипа являются короткий срок хранения получаемых отвердителей - 1÷2 месяца, низкая жизнеспособность содержащих его эпоксидных композиций, а также сравнительно высокое снижение прочностных и диэлектрических показателей после одновременного воздействия 100% влажности и повышенных температур.
Целью заявляемого изобретения является повышение стабильности при хранении получаемых отвердителей, улучшение технологических свойств отверждаемых композиций и повышение прочностных и диэлектрических показателей после длительного одновременного воздействия 100% влажности и повышенных температур.
Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа получения отвердителя эпоксидных смол, включающего операцию взаимодействия аминов с монокарбоновыми кислотами, в качестве аминного компонента применяют смесь, состоящую из первичного ароматического амина или смеси ароматических аминов (А), вторичного алифатического аминоспирта (Б) и третичного алифатического аминоспирта (В) в массовом соотношении А:Б:В от 98:0,2:1,8 до 80:5:15, а монокарбоновую кислоту (Г) вводят в виде 25÷80% раствора в одноатомном алифатическом или ароматическом спирте, или их эфире с моно- или дикарбоновой кислотой, в соотношении (А+Б+В):Г от 90:10 до 60:40 в пересчете на 100% кислоту, при этом процесс взаимодействия осуществляют путем перемешивания в реакторе при температуре от 50°C до 150°C в течение от 20 до 120 минут и скорости мешалки от 100 до 3000 оборотов в минуту.
Пример 1.
В реактор, снабженный обогревом, охлаждением и скоростной мешалкой, поочередно загружают 3 ингредиента, входящих в аминный компонент, - метафенилендиамин (А), вторичный аминоспирт - диизопропаноламин (Б) и третичный аминоспирт - N,N' диизопропанилэтаноламин (В) в массовом соотношении А:Б:В=88:2,6:9,4. Смесь перемешивают при 100°C в течение 5 минут при 1500 оборотах в минуту работающей мешалки. Затем в реактор добавляют масляную кислоту (Г) в виде 50% раствора в этиловом спирте в соотношении (А+Б+В):Г=75:25 в пересчете на 100% кислоту и, поддерживая температуру 100°C при работающей мешалке, осуществляют взаимодействие в течение 60 минут.
Полученный продукт сливают в металлические емкости и хранят в складских условиях. Допустимый проверенный срок хранения 6 месяцев.
Примеры 2÷7 осуществляют аналогично примеру 1 с изменением состава, и параметров в соответствии с таблицей 1.
Свойства составов, содержащих отвердители по примерам 1÷7 и эпоксидную диановую смолу марки ЭД-20 и ее американский аналог DER-331 представлены в таблице 2.
Таблица 2
Свойства отвердителей, получаемых по заявляемому способу, и эпоксидной композиции на основе диановой смолы ЭД-20 (числитель) и ее американского аналога DER-331 (знаменатель)
№ п/п
Наименование показателя
Величина показателя по примерам 1÷7 и прототипа
1
2
3
4
5
6
7
прототип
1.
Срок хранения отвердителя в складских условиях
Не менее 6 месяцев
1 месяц
2.
Жизнеспособность композиции
при 20°C, мин
120
100
110
120
140
90
130
130
при 60°C, мин
3.
Время отверждения при 20°C, час
14
12
12
10
24
8
24
24
4.
Показатели отвержденных композиций в холодном состоянии; предел прочности
- при растяжении, МПа;
<img file="00000002.tif" he="8" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000003.tif" he="7" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
98
100
105
96
95
<img file="00000004.tif" he="7" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
- при сжатии, МПа;
<img file="00000005.tif" he="8" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000006.tif" he="8" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />
165
155
160
165
165
<img file="00000007.tif" he="8" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
- удельное электрическое сопротивление;
<img file="00000008.tif" he="7" wi="10" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000009.tif" he="6" wi="9" img-content="undefined" img-format="tif" />
9·10<sup>15</sup>
8,50·10<sup>14</sup>
9·10<sup>14</sup>
8·10<sup>14</sup>
6·10<sup>14</sup>
<img file="00000010.tif" he="8" wi="11" img-content="undefined" img-format="tif" />
-тангенс угла диэлектрических потерь
<img file="00000011.tif" he="8" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000012.tif" he="7" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />
0,013
0,012
0,014
0,012
0,012
<img file="00000013.tif" he="7" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />
5.
Отвержденные композиций после 30 суток воздействия Т=80°C и 100% влажности:
- при растяжении, МПа;
<img file="00000014.tif" he="7" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000015.tif" he="7" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
96
105
94
96
98
<img file="00000016.tif" he="8" wi="5" img-content="undefined" img-format="tif" />
- при сжатии, МПа
<img file="00000017.tif" he="7" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000018.tif" he="7" wi="6" img-content="undefined" img-format="tif" />
170
165
170
160
158
110 120
6
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см
<img file="00000019.tif" he="9" wi="13" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000020.tif" he="7" wi="10" img-content="undefined" img-format="tif" />
4·10<sup>14</sup>
5·10<sup>14</sup>
2·10<sup>14</sup>
<img file="00000021.tif" he="8" wi="12" img-content="undefined" img-format="tif" />
Угол диэлектрических потерь
<img file="00000022.tif" he="8" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000023.tif" he="8" wi="8" img-content="undefined" img-format="tif" />
0,020
0,021
0,022
0,021
0,020
<img file="00000024.tif" he="9" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />