ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК C08L63/02 C08K13/00 C08K13/00 C08K5/18 C08K5/29 

Изобретение относится к области получения эпоксидных композиций для водостойких покрытий.

Известна эпоксидная композиция, отверждаемая алифатическими полиаминами [1] Покрытия на основе этих отвердителей имеют хорошие физико-механические свойства. К недостаткам указанных отвердителей следует отнести низкую водостойкость покрытий на их основе, плохой внешний вид покрытий естественного отверждения, а также невысокую стабильность физико-механических свойств при термостарении.

Наиболее близкой по технической сущности является эпоксидная композиция, включающая эпоксидиановый олигомер, кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом и трис-(диметиламинометил)фенол [2] Кетиминный отвердитель получен на основе диэтилентриамина и метилизобутилкетона и модифицирован преполимером на основе дифенилметондиизоцианата и политетраоксиметиленгликоля. Покрытия на основе известной композиции имеют высокие показатели физико-механических свойств, однако не имеют стабильности свойств при выдержке в воде, отличаются большим водопоглощением, низкими защитными и адгезионными свойствами, недостаточной теплостойкостью.

Технической задачей изобретения является повышение водостойкости, теплостойкости и адгезии покрытий на основе эпоксидной композиции.

Данная задача решается тем, что эпоксидная композиция, включающая эпоксидиановый олигомер, кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом и трис-(диметиламинометил)фенол, в качестве кетиминного отвердителя, модифицированного уретансодержащим изоцианатом, содержит соединение общей формулы I
C NCH₂CH CH₂CH N=C где R Н или -CONH m 2 или 3, n 2 или 3, причем если m 1, то R ≠ Н; если m 2, то по крайней мере, один заместитель
R -CONH с мол.м. 700-1300 при следующем соотношении компонентов, композиции, мас.ч. эпоксидиановый олигомер 100; кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом 74,8-173,0; трис-(диметиламинометил)фенол 1,0-2,0.

Соединения формулы (I) ранее описаны не были. Отвердитель согласно изобретению представляет собой продукт взаимодействия кетимина на основе диэтилентриамина (ДЭТА) или триэтилентетрамина (ТЭТА) и циклогексанона с фторсодержащим уретаном, полученным взаимодействием фторированного спирта с 2,4-толуилендиизоцианатом (2,4-ТДИ) при молярном соотношении 1:1 в растворе циклогексанона и при температуре 50-80^оС.

Отвердитель получают в две стадии. На первой стадии получают фторуретан следующим образом. К 50%-ному раствору 1 моль 2,4-ТДИ в циклогексаноне постепенно добавляют 50% -ный раствор 1 моль Н(CF₂CF₂)_nСН₂ОН в циклогексаноне при 50-80^оС в присутствии 10^-5 мол. дибутилдилаурата олова в качестве катализатора. Реакционную массу выдерживают в данных условиях до убыли изоцианатных групп наполовину. На второй стадии к 50%-ному раствору 1 моль кетимина в циклогексаноне при 20-50^оС прикапывают 50%-ный раствор фторсодержащего моноуретана 2,4-ТДИ. Реакционную массу выдерживают при той же температуре в течение 4-6 ч до полного исчезновения изоцианатных групп, затем приливают бутанол 5% от общей массы. Получают темно-желтый продукт с содержанием нелетучих 47-49% мол.м. 670-1320, содержанием азота 2-6% (на 100% продукт), содержанием фтора 21-35% (на 100% продукт). Характеристика отвердителей, модифицированных фторспиртами, приведена в табл.1.

Следует отметить, что введение фторуглеродных фрагментов на стадии отверждения, т.е. использование фторсодержащих отвердителей является перспективным приемом повышения водостойкости покрытий на основе обычных промышленных эпоксидных олигомеров.

В качестве эпоксидной смолы согласно изобретению используют диановый эпоксидный олигомер Э-41 (мол. м. 800-1000, содержание эпоксидных групп 6,8-8,3, ТУ 6-10-607-78) и Э-40 (мол.м. 600, содержание эпоксидных групп 13,9, ТУ 6-10-977-75). В качестве ускорителя используют 2,4,6-трис-(диметиламинометил)фенол марки УП 606/2.

Композицию согласно изобретению готовят путем смешения эпоксидного олигомера с отвердителем, тщательно перемешивают при комнатной температуре, в случае использования растворителей их можно вводить в эпоксидную составляющую. В композицию можно вводить пигменты, наполнители и пластификаторы.

Отверждение проводят по двум режимам: 20^оС 10 сут, 120^оС 3 ч.

П р и м е р 1. К 17,4 г (0,1 моль) 2,4-ТДИ в 17,4 г осушенного циклогексанона при 75^оС прикапывают 23,2 г H(CF₂CF₂)_nCH₂OH (0,1 моль) в 23,2 г осушенного циклогексанона в присутствии 0,03 г 2%-ного раствора дибутилдилаурата олова в циклогексаноне. Выдерживают реакционную смесь в данных условиях до убыли изоцианатного числа наполовину (5,2%). К 30,6 г (0,1 моль) кетамина в 30,6 г осушенного циклогексанона при 40-50^оС прикапывают 81,2 г (0,1 моль) 50% -ного раствора фторсодержащего моноизоцианата и выдерживают реакционную массу 4-6 ч до исчезновения изоцианатных групп. После чего добавляют 7 г бутанола. Получают 142 г прозрачного продукта темно-желтого цвета с содержанием нелетучих 47,6% содержанием азота 6%
П р и м е р ы 2-4. Осуществляют аналогично примеру 1. Характеристики кетиминного отвердителя приведены в табл.1.

П р и м е р 5. 100 г эпоксидного олигомера растворяют в этилцеллозольве, затем добавляют 74,8 г отвердителя по примеру 1. Полученную композицию тщательно перемешивают, затем с помощью аппликатора наносят на металлические и стеклянные пластинки. Покрытия получают отверждением данной композиции при температуре 20^оС 10 сут и 120^оС 3 ч.

П р и м е р ы 6-9. Осуществляют аналогично примеру 5. Состав композиций приведен в табл.2. При использовании 1 мас.ч. ускорителя УП-606/2 свойства композиций аналогичны композициям с 2 мас.ч. ускорителя.

Физико-механические, защитные и адгезионные свойства покрытий на основе композиций представлены в табл.3, 4 и 5, данные по термостарению в табл.6.

Физико-механические свойства покрытий испытывают по стандартным методикам при толщине покрытия 50-80 мк (прочность при ударе по ГОСТ 4765-73; прочность при изгибе по ГОСТ 6808-76; относительную твердость по ГОСТ 5235-50; адгезию методом решетчатого надреза по ГОСТ 15140-69). Адгезионную прочность оценивают методом отслаивания на алюминиевой фольге в соответствии с ГОСТ 15140-78. Химическую стойкость покрытий оценивали визуально при толщине 150-200 мк. Водопоглощение определяют по ГОСТ 21513-76.

Таким образом, эпоксидная композиция по изобретению позволяет повысить водостойкость, теплостойкость и адгезионные свойства покрытий на ее основе.

Использование: для получения водостойких покрытий. Сущность: эпоксидная композиция содержит 100 г эпоксидианового олигомера, 74,8 173 г кетиминного отвердителя, модифицированного уретансодержащим изоцианатом, и 1 2 г трис-(диметиламинометил)фенола. Отвердитель имеет общую формулу: N C-C₆H₄ где R H или m 1 или 2, n 2 или 3, причем если m 1, R H, если m 2, то, по крайней мере, один заместитель NHCOOCH₂(CF₂CF₂)_nH с мол.м. 700 1300. Композицию готовят смешением компонентов, наносят на металлическую или стеклянную пластину и отверждают по режиму: при 20°С в течение 10 сут или при 120°С в течение 3 ч. Покрытия на основе композиций имеют повышенные водостойкость, адгезионные свойства, теплостойкость. 6 табл.

ЭПОКСИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая эпоксидиановый олигомер, кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом, и трис-(диметиламинометил)фенол, отличающаяся тем, что в качестве кетиминного отвердителя, модифицированного уретансодержащим изоцианатом, она содержит соединение общей формулы

где R H или

m 1 или 2;
n 2 или 3,
причем если m 1, R ≠ H, если m 2, то по крайней мере один заместитель

с мол.м. 700 1300 при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.

Эпоксидиановый олигомер 100
Кетиминный отвердитель, модифицированный уретансодержащим изоцианатом 74,8 173
Трис-(диметиламинометил)фенол 1,0 2,0