Способ получения отвердителей эпоксидных смол Российский патент 2024 года по МПК C08G59/50 C08G59/24 

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол, в первую очередь циклоалифатических диокисей (мономеров) с наибольшим содержанием эпоксидных групп, именуемых в промышленности циклоалифатическими эпоксидными смолами (ЦАЭС).

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является описанный впервые одним из авторов способ отверждения ЦАЭС ароматическим амином - три-(п-аминофенил)метаном - с ускорителем - глицерином, хотя в зарубежной литературе утверждалось, что ЦАЭС аминами не отверждаются (см. Лапицкий В.А., Крицук А.А. Физико-механические свойства эпоксидных полимеров и стеклопластиков. - Киев: Наукова думка, 1986. - 96 с.). Недостатком описанного способа, как указывалось авторами, была неудача отверждения одной из ЦАЭС - диокиси дициклопентадиена (ДДЦПД). Между тем, наряду с диокисью винилциклогексена (ДОВЦГ), ДДЦПД является наиболее перспективным эпоксидным соединением, содержащим свыше 50% эпоксидных групп, что является рекордом для любых эпоксидов и потенциальным фактором, обеспечивающим получение полимеров с высокой теплостойкостью и прочностными показателями. Единственным известным отвердителем для ДДЦПД является малеиновый ангидрид - сильнейший лакриматор, не позволяющий, как все ангидриды, получать эпоксидные полимеры, устойчивые к горячей воде.

Целью заявляемого изобретения является способ получения отвердителя, позволяющего отверждать любые эпоксидные смолы, включая ДДЦПД и ДОВЦГ в определенных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что ароматический амин -три-(п-аминофенил)метан (промышленное название «лейкопарафуксин») подвергают химическому взаимодействию с циклоалифатической диокисью - 3,4-диоксициклогексилметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилатом (промышленное название «эпоксидная смола УП-632») - путем перемешивания в присутствии катализатора - фурфурилового спирта - при температуре от +90°С до +130°С в течение от 20 минут до 60 минут.

Сказанное подтверждается примерами 1÷4.

Пример 1

В реактор, снабженный быстроходной мешалкой, обогревом и охлаждением загружают три-(п-аминофенил)метан (промышленное название «лейкопарафуксин», ТУ 6-09-07-443-78) (компонент А) циклоалифатическую диокись - 3,4-диоксициклогексилметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилат (промышленное название «эпоксидная смола УП-632», ТУ 6-05-241-72-79) (компонент Б) - и фурфуриловый спирт (ГОСТ 28960-91) (компонент В) при соотношении мас.ч. А:Б=70:30 и (А+Б):В=100:10. Температуру постепенно повышают до +110°С и перемешивают при +110°С в течение 40 минут. Полученный продукт охлаждают до температуры окружающей среды и разливают в металлическую тару.

Примеры 2÷4 осуществляют аналогично примеру 1, но при нижеследующих параметрах.

Пример 2

Соотношение компонентов применяют А:Б=80:20 и (А+Б):В=100:10, перемешивают при +130°С в течение 20 минут.

Пример 3

Соотношение компонентов применяют А:Б=60:40 и (А+Б):В=100:5, перемешивают при +110°С в течение 40 минут.

Пример 4

Соотношение компонентов применяют А:Б=70:30 и (А+Б):В=100:15, перемешивают при +90°С в течение 60 минут.

В таблице 1 приведены физико-механические показатели эпоксидной диановой смолы ЭД-20 (ГОСТ 10587-84), отвержденной полученными по примерам 1÷4 заявляемого способа отвердителями, в сравнении с аналогичными показателями этой же смолы, отвержденной ароматическими аминами -метафенилендиамином (МФДА, ГОСТ 5826-78, CAS 108-45-2) и 4,4'-диаминодифенилсульфоном (ДАДФС, ТУ 6-14-17-95, CAS 80-08-0).

Изобретение относится к области получения отвердителей эпоксидных смол. Предложен способ получения отвердителя химическим взаимодействием ароматического амина - три-(п-аминофенил)метана с циклоалифатической диокисью - 3,4-диоксициклогексилметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилатом - путем перемешивания в реакторе с быстроходной мешалкой в присутствии катализатора - фурфурилового спирта. Получаемый отвердитель позволяет отверждать циклоалифатические эпоксидные смолы с получением смол с высокими физико-механическими показателями. 1 табл., 4 пр.

Способ получения отвердителей эпоксидных смол, заключающийся в химическом взаимодействии три-(п-аминофенил)метана (А) с циклоалифатической диокисью - 3,4-диоксициклогексилметил-3',4'-эпоксициклогексанкарбоксилатом - (Б) в результате их перемешивания в реакторе с быстроходной мешалкой в присутствии катализатора - фурфурилового спирта - (В) при соотношении компонентов (мас.ч.) А:Б от 80:20 до 60:40 и (А+Б):В от 100:5 до 100:15 при температуре от +90°С до +130°С в течение от 20 минут до 60 минут с дальнейшим охлаждением до температуры окружающей среды.