СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ \^ ЭПОКСИДНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Советский патент 1971 года по МПК C08L63/06 

Изобретение относится к способу получения термореактивных эпоксидных композиций с внутренней пластификацией.

Целью изобретения является получение композиций, которые при отверждении давали бы материалы, сочетающие высокие термостойкость и удельную ударную вязкость. Для этого предлагается кристаллический триглицидилизоцианурат, содержащий не менее 14 вес. % эпоксидного кислорода, сплавлять с соединением, содержащим свободные изоцианатные группы, с мол. в. 800-3000, преимущественно 1000-2000, и с ангидридом карбоновых кислот. Как правило, применяют техническую смесь высоко- и низконлавящихся форм триглицидилизоцианурата.

В качестве соединений, содержащих свободные изоцианатные группы, применяют, например, линейные простые или сложные полиэфиры с изоцианатными группами. Эти изоцианаты известны и могут быть получены взаимодействием полиэфиров со свободными ОН-группами с двухатомными изоцианатами. В качестве полиэфиров с ОН-группами применяют полигликоли, например полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль или полибутиленгликоль и т. п. Можно также применять сложные полиэфиры с ОН-группами, которые получают известными способами из дикарбоновых кислот и двухатомных спиртов. Сложные полиэфиры получать из адипиновой, янтарной, себациновой, фталевой, гексагидрофталевой, терефталевой, малеиновой, фумаровой кислот и из этиленгликоля, пропиленгликоля, гептандиола, диэтиленгликоля или тиодигликоля. Лучше применять сложные полиэфиры на основе капролактона.

Наконец, в качестве соединений, содержащих ОН-группы, можно с успехом применять длинноцепочные спирты, например димеризованные жирные спирты. Из таких низкомолекулярных изоцианатов, как толуилендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат гексаметилепдиизоцианат и тому подобных, можно получать длинноцепочные соединения, содержащие изоцианатные группы. К указанным соединениям, содержащим изоцианатные группы, относятся также предполимеры для получения полиуретановых пластмасс.

Соединения, содерл ащие свободные изоцианатные группы, добавляют в количестве 5- 45 вес. %, лучше 10-25 вес. %, от общего веса триглицидилизоцианурата и соедипения со свободными изоцианатными группами.

В качестве ангидридов карбоновых кнслот, образующих полиаддукты с эпоксидными соединениями, применяют ангидриды многоосновных карбоновых кислот, например ангидриды гексагидрофталевой, тетрагидрофталевой, фталевой, метилциклогександикарбоно

вой, додеценилянтарной, пиромеллитовой, эндометилентетрагидрофталевой и метилэндометилентетрагидрофталевой кислот. Могут также применяться смеси этих ангидридов.

Триглицидилизоцианурат и ангидрид применяют в таком соотношении, чтобы на 1 эпоксидную группу приходилось 0,6-1,2, лучше 0,7-0,9, группы ангидрида карбоновых кислот.

Для осуществления способа три реагента сначала смешивают, а затем смесь плавят. Можно также сначала совместно расплавить триглицидилизоцанурат и соединение со свободными изоцианатными группами, а затем в расплав добавить апгидрид карбоновой кислоты. Полученная жидкая смесь сохраняется длительное время в жидком состоянии при комнатной температуре, не густея. Смесь легко растворяется в ацетоне, бутилацетате, метиленхлориде и т. п. Полученный раствор применяют для пропитки волокнистых материалов (ткань из минеральных волокон, бумага и т. п.) или для нанесения покрытия на металлы. При выборе соответствующих реагентов эти жидкие смеси могут затвердевать при комнатной температуре и после измельчения применяться для спекания.

Отверждение композиций производят при 100-200°С, лучше при 120-180°С, в течение 1-20 час, лучше 2-8 час. В большинстве случаев в течение этого времени заканчивается образование отвержденпой эпоксидной смолы. Изделия целесообразно термообрабатывать при 150-210°С.

В полученные смеси можно добавлять красители или наполнители, например металлический порошок, кварцевую или стеклянную муку, стекловолокно, окись алюминия, окись титана, окись циркоь1а, молотный доломит, сульфат бария, слюду.

Следует отметить, что получаемые синтетические смолы могут применяться для нанесения покрытий. Например, ими можно покрывать сложные детали, нри этом при затвердевании на выступах и в выточках в покрытии не образуется трещин. Предлагаемые эпоксидные смолы могут также применяться в качестве клеев, за1мазок и лаков.

Пример 1. Получают смесь из 100 г триглицидилизоциапурата (смесь высоко- и низкоплавящейся форм; содержание эпоксидного кислорода 15,5%) и 140 г гексагидрофталевой кислоты. Эту смесь сплавляют с различными количествами диизоцианатов, полученных взаимодействием полибутиленгликоля-1,4 (мол. в. 1000) с толуилендиизоцианатом с содержанием изоцианата 6,3%. После хорошего перемешивания при 110°С отливают образцы для испытаний размером 10X15X120 мм. Эти образцы отверждают в течение 5 час при 110°С и в течение 16 час при 150°С.

Таблица 1

Пример 2. Повторяют пример 1, но вместо диизоцианата применяют продукт реакции 1 моль иолипропиленгликоля-1,2 (мол. в. 1000) с 2 моль толуилендиизоцианата (содержание изоцианата 5,9%).

В табл. 2 приведены свойства композиции в зависимости от количества добавленного диизоциапата.

Таблица 2

Пример 3. Повторяют пример 2, но для получения диизоциапата вместо нолинропиленгликоля с мол. в. 1000 применяют полипропиленгликоль с мол. в. 2000. В этом диизоцианате содержится 3,4% изоцианатных групп.

Отливают образцы, которые отверждают 5 час при 110°С и 15 час при 150°С. В табл.3 приведены характеристики, полученные для этих образцов, в зависимости от количества добавленного диизоцианата.

Таблица 3

Пример 4. Сплавляют разные количества триглицидилизоцианурата (техническая смесь высоко- и низкоплавящейся форм; содержание эпоксидного кислорода 15,5%) с разными количествами тетрагидрофталевого ангидрида и применявшегося в примере 1 диизоцианата. После хорошего перемешивания отливают образцы размером 10X15X120 мм, которые отверждают 5 час при 110°С и 16 час при 150°С.

В табл. 4 приведены свойства полученных композиции.

Таблица 4

Пример 5. Получают смесь из 100 г триглицидилизоцианурата {содержание эпоксидного кислорода 15,5%) и 140 г метилгексагидрофталевого ангидрида и сплавляют ее один раз с 20%, второй раз с 30% применявшегося в примере 1 диизоцианата. После перемешивания расплава из него отливают образцы размером 10X15X120 мм, которые отверждают в течение 5 час при 110°С и 16 час при 150°С. Свойства полученных композиций приведены в табл. 5.

Таблица 5

Пример 6. Получают смесь из 175 г триглицидилизоцианурата (содержание эпоксидного кислорода 15,6%), 195 г гексагидрофталевого ангидрида и 75 г диизоцианата, полученного при взаимодействии 1 моль димеризованного жирного спирта (Сзе) и 2 моль толуилендиизоцианата-1,4 с содержанием изоцианата 9,6%. После плавления и гомогенизации из смеси отливают образцы, которые отверждают 5 час при 110°С и 16 час при

Получают следующие данные: Температура по Мартенсу, °С 147 Ударная вязкость, кгc.и/cл 19 Прочность при изгибе, кг/с.и 915

Прогиб, М.М1

Предмет изобретения

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве соединения, содержащего изоцианатные группы, применяют линейные простые или сложные полиэфиры, имеющие изоцианатные группы.