*

СПОСОБ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ

применение

Патент СССР

:

Номер патента:		328135
Класс(ы) патента: C08g 30/14
Номер заявки: 1455103/23-5
Дата подачи заявки: 02.07.1970
Дата публикации: 30.03.1972

:


Заявитель(и):

Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф. 3. Дзержинского

Автор(ы):

Н. К. Мощинская, Н. В. Лабинская, А. И. Скарлупкин, А. М. Каратеев и Л. П. Ковалевская

Патентообладатель(и):

Суть изобретения:

Изобретение касается отверждения эпоксидных смол с применением комплексных соединений галогенидов металлов в качестве катализаторов либо самостоятельных отвердителей.

Известпы способы отверждения эпоксидпых смол комплексными соединениями первичных аминов с галоганидами металлов.

Целью пзобретения является ускорение процесса отверждепия.

По предложенному способу для отверждения применяют комплексные соли или кислоты, представляющие собой соединения галогенидов металлов с солями четырёхзамещённого аммония, общей формулы MeZxR4NZ и MeZxR4NZ хnHCl, где MeZx - галогенид металла (AlCl3 FeCl3ZnCl2SnCl4); R4 - тетраактил, триалкил-арил, диалкил-арил-Н; арил-3Н и другие сочетания арил-алкил-Н, или их смеси с ангидридами кислот.

Эти комплексные соединения значительно расширяют ассортимент катализаторов отверждения эпоксидных смол, могут применяться самостоятельнo или катализировать процессы отверждения эпоксидных смол отвердителями типа ангидридов кислот. Применение этих соединений снижает длительность отверждения в 5 - 10 раз и повышает эксплуатационные свойства отвержденных материалов.

Для отверждения могут применяться любые комбинации эпоксидных смол, ангидридов кислот, комплексных катализаторов - комплексных солей и комплексных кислот. При этом одновременно снижается расход ангидридного отвердителя.

Пример 1.
100 вес. ч. эпоксидиановой смолы марки ЭД-6 с содержание 17,5% эпоксидных групп смешивают с 23,5 вес. ч. малеинового ангидрида (0,6 моль на одну эпоксидную группу) и добавляют комплексную кислоту в количестве 0,01 - 1% от веса взятой cмoлы.

В качестве катализатора применяют комплексную кислоту, изготовленную из хлористого цинка и хлористоводородной соли третичного амина с последующей обработкой хлористым водородом до насыщения. Комплексная кислота обозначается А-1-30 HCl, где А - амин; 1 - характеризует строение амониевого основания; 30 - номер элемента по таблице Менделеева, входящего в комплексный ион с амином (в данном случае Zn), HCl - характеризует кислотность комплекса в отличие от солевого катализатора А-1-30, необработанного хлористым водородом.

Отверждение производят в термошкафу при 120 - 150 °С в течение 3 час.

Пример 2.
Отверждение проводят аналогично примеру 1, но с применением 1 моль ангидрида на эпоксидную группу в исходной эпоксидной смоле.

Пример 3.
Отверждение проводят аналогично примеру 2 с применением катализатора А-2-30 НСl.

Пример 4.
Отверждение проводят аналогично примеру 2 с применением 0,01 вес. ч. катализатора А-2-26 HCI.

Пример 5.
Отверждение проводят аналогично примеру 2 с применением 0,01 вес. ч. катализатора А-1-13 НС1.

Пример 6.
Отверждение проводят аналогично примеру 2. Длительность отверждения при 150 °С 1 час.

Пример 7.
100 вес. ч. эпоксидной смолы ЭД-5 с содержанием 16,5% эпоксидных групп отверждают аналогично примеру 2.

Пример 8.
100 вес. ч. смолы марки ЭД-6 и 10 вес. ч. катализатора А-1-30 НСI отверждают в термошкафу в течение 12 - 15 час при 150 °С.

Пример 9.
Отверждение проводят аналогично примеру 1, но с применением 0,6 - 1,7 моль фталевого ангидрида вместо малеинового ангидрида.

Пример 10.
100 вес. ч. смолы марки ЭАФФ (эпоксидная смола на основе фенантренфенолформальдегидной смолы) отверждают аналогично примеру 1.

Физико-механические свойства полученных компаундов в сравнении с данными по отверждению смолы ЭД-6 в течение 14 - 18 час нри 120 - 150"С с аналогичным количеством маленнового и фталевого ангидрида приведены в табл. 1.

Пример № Теплостойкость °С Предел прочности, кг/см2 Твёрдость по Бринеллю, кг/мм2 Удельная ударная вязкость, кгхсм/см2 Режим отверждения
по Мартенсу по Вика при статическом изгибе при сжатии температура, °С длительность, час
ЭД-6* 105-115 125-135 900-1200 1300-1600 30-35 15-20 120-150 14-18
1 95-100 127 1300-1520 1300-1650 43 9-18 120-150 3
2 112-130 225-240 1350-1580 1600-2150 40-47 25-40 120-150 3
3 105-110 235-240 1330-1520 1340-1500 30-39 23-33 120-150 3
4 115-112 225-240 1300-1500 1300-1680 40 51-54 120-150 3
5 115-135 200-240 1430-1560 1500-1780 35-40 33 120-150 3
6 107-110 195-150 1300-1400 1320-1410 37 17-20 150 1
7 106 220 1450-1500 1750-2200 32 33-61 120-150 3
8 110 168 800-1200 1600-1820 48 25-28 120-150 3
9 100-126 120-210 890-900 1400-1500 39-50 6-8 150 3
10 65-100 70-100 600-900 1100-1200 50 7-8 150 3
* Характеристика свойсв компаундов на основе смолы ЭД-6 взята из сиравочника.


Диэлектрические свойства компаундов при частоте 50 гц, полученные по примеру 2, характеризуются довольно высокой стабильностью при 20 - 100 C и приведены в табл. 2.

Показатели Температура, °С
20 50 80 100 120 140
Удельное электрическое сопротивление поверхностное, ом - - - - - -
Удельное электрическое сопротивление объёмное, омхсм 1х1018 7,6х1017 1,23х1016 9,8х1014 4,7х1012 3,8х109
Тангенс угла диэлектрических потерь 5,7х10-3 6,7х10-3 6,7х10-3 8,7х10-3 5,8х10-2 6,8х10-1
Диэлектрическая проницаемость 4,11 4,27 4,35 4,4 4,85 11,52
Электрическая прочность, кг/мм 22 - - - - -


Формула изобретения

Способ отверждения эпоксидных смол с применением комплексных соединений галогенидов металлов, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса отверждения, в качестве комплексных соединений галогенидов металлов применяют комплексные соли или комплексные кислоты общей формулы MeZxR4NZ и MeZxR4NZ хnHCl, где MeZx - галогенид металла (AlCl3 FeCl3ZnCl2SnCl4); R4 -тетраалкил, триалкил-арил, диалкил-арил-Н, арил-3 и другие сочетания арил-алкил-Н, или их смеси с ангидридами кислот.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вышеуказанные комплексные соли и кислоты берут в количестве до 10 вес. ч. на 100 вес. ч. смолы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ангидрид берут в количестве до 1 моль на одну эпоксидную группу смолы и комплексной соли или кислоты в количестве 0,01 - 1% от веса взятой смолы.

*



к оглавлению