CZ165196A3 - Self-emulsifying aqueous dispersions of epoxy resins - Google Patents

Self-emulsifying aqueous dispersions of epoxy resins Download PDF

Info

Publication number
CZ165196A3
CZ165196A3 CZ961651A CZ165196A CZ165196A3 CZ 165196 A3 CZ165196 A3 CZ 165196A3 CZ 961651 A CZ961651 A CZ 961651A CZ 165196 A CZ165196 A CZ 165196A CZ 165196 A3 CZ165196 A3 CZ 165196A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
epoxy
epoxy resin
polyols
groups
weight
Prior art date
Application number
CZ961651A
Other languages
English (en)
Inventor
Armin Pfeil
Dieter Dreischhoff
Claus Godau
Original Assignee
Hoechst Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoechst Ag filed Critical Hoechst Ag
Publication of CZ165196A3 publication Critical patent/CZ165196A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/10Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers containing more than one epoxy radical per molecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • C08G59/04Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof
    • C08G59/06Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols
    • C08G59/066Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof of polyhydric phenols with chain extension or advancing agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

Samoemulgující vodné disperse epoxidových pryskyřic
Oblast techniky
Vynález se týká nových samoemulgujících epoxidových pryskyřic a z nich vyrobených stabilních vodných dispersí epoxidových pryskyřic.
Dosavadní stav techniky
Je známé, že se stabilní vodné disperse umělých pryskyřic vyrobí tak, že se odpovídající monomery nebo oligomery emulgují ve vodném mediu za použití vhodných pomocných činidel (emulgátoru) a potom se provede polymerační reakce. Tímto způsobem se dají vyrobit například vodné disperse akrylátových pryskyřic emulsní polymerací. U kondensátů, jako jsou epoxidové pryskyřice, které jsou emulsní polymerací vyrobitelné pouze obtížně nebo vůbec ne, se však musí vodné disperse vyrobit tak, že se nejprve syntetisuje pryskyřice a tato se potom disperguje ve vodě. Takovéto sekundární disperse vyžadují větší množství emulgátorů, usazuj í se j iž během krátké doby a vykazuj i také všeobecně špatné filmotvorné vlastnosti.
V EP-A 0 051 483 jsou nárokované disperse epoxidových pryskyřic ze samoemulgujících eoxidových pryskyřic, které obsahují jako reaktivní zřeďovadla polyalkylenglykol-glycidylether a popřípadě ještě monoeoxid. Jako maximální velikost částeček je uváděna asi 3 gm . Filmy, které jsou vyrobené z těchto dispersí a vhodných tužidel, mají vzhledem k obsahu relativně reakrivních. polyalkylenglykol-glycidyletherů a popřípadě monoepoxidů, které působí jako přerušovače řetězce, poměrně měkký povrch, což omezuje použirelnost popsaných epoxidových dispersí.
V US-A 4 423 201 je popsána výroba samoemulgující epoxidové pryskyřice z diglycidyletherů aromatických polyolů, aromatických polyolů a reakčních produktů alifatických polyetherglykolů s dlouhým řetězcem s diisokyanáty a aromatickými polyoly. Dispergace těchto pryskyřic ve vodě je však možná pouze za pomoci velikých množství organických rozpouštědel a také jsou dosažené velikosti částeček poměrně vysoké. ovlaky, zhotovené omočí těchto disersí eoxidových pryskyřic jsou proto relativně měkké.
V patentovém spise EP-B 0 272 595 jsou již navržené vodné disperse na basi specielních samoemulgujících epoxidových pryskyřic, které mají dobrou stabilitu při skladování při současně nízkém obsahu organických rozpouštědel a dosahuje se s nimi ovlaků s dobrými vlastnostmi povrchu. Povlaky, vyrobené pomocí těchto dispersí, mají však po delší době sklon ke zkřehnutí, čímž jsou negativně ovlivněny technologické vlastnosti, jako je například elasticita nebo ochranný účinek proti korosi.
V EP-A 0 530 602 jsou popsané zlepšené varianty (na basi flexibilisovaných epoxidových pryskyřic) systému 1 , které se výborně hodí pro vodné potahy pro ochranu proti korosi a mohou se vyrobit prakticky nebo zcela bez rozpouštědel. Nevýhodou těchto dispersí je jejích nepatrná střihová stabilita, neboř se zde jedná o cizí látkou emulgované systémy.
Pro oba výše uvedené systémy se získává specielní emulgátor kondensací alifatického polyolu se střední číselnou molekulovou hmotností Mn 200 až 20 000 g/mol s epoxidovou sloučeninou s alespoň dvěma epoxidovými skupinami pro molekulu a s obsahem epoxidových skupin 10 000 až 500 mmol/kg (hmotnost epoxidových ekvivalentů EV 100 až 2000 g/mol) , přičemž poměr počtu hydroxylových skupin k počtu epoxidových skupin je 1 : 0,85 až 1 : 3,5 a obsah
A epoxidových skupin v tomto kondensačním produktu je v rozmezí 200 až 2,5 mraol/kg (EV 5000 až 400 000 g/mol) . Syntesa těchto produktů vyžaduje pečlivou kontrolu reakce, jakož i reaktivní katalysátory, jejichž zbytky zůstávají ve vodných dispersích a mohou ovlivnit jejich stabilitu při skladování.
Tento emulgátor se vyskytuje v prvním případě již během syntesy pryskyřice a pravděpodobně se zabudovává z určité části přes reaktivní sekundární hydroxylové skupiny do epoxidové pryskyřice. Je tedy možno mluvit o samoemu.1gujícím systému. Ve druhém případě se přidává emulgátor po proběhnutí syntesy pryskyřice, to znamená, že se jedná o cizí látkou emulgovaný systém. Tento rozdíl se projevuje především ve střihové stabilitrě, která je ve druhém systému znatelně slabší než v prvním. V obou případech jsou však patrné výhody neionogenní stabilisace, tedy například necitlivost vůči elektrolytům a vysoká stabilita při skla- j dování.
Přídavek rozpouštědel je nutný jednak z provozně technických a jednak z aplikačně technických hledisek. Při fázové inversi se vyskytující takzvaný Vasserberg , to znamená velmi vysoké viskositní maximum, se musí snižovat I pomocí zřeďujících přísad, zpravidla vhodných rozpouštědel, nebo flexibilisací pryskyřice, aby se dispergace podařila. Pro systémy, vytvrzující za teploty místnosti, slouží rozpouštědla k tomu jako koalescenční činidla, aby se zaručilo bezchybné zfilmovatění.
Posledně jmenované disperse, především podle EP-A 0 530 602 mají již podstatně snížený obsah rozpouštědel při podstatně zlepšených aplikačně technických vlastnostech. Vzhledem ke stále více vyžadované minimalisaci těkavých organických komponent (VOC) ve vodných nátěrových prostředcích se ale stále jeví i snížený obsah rozpouštědel jako problematický. Nadto se musí pro flexibilisací základní pryskyřice používat drahé suroviny, které mohou mír dodatečně negativní účinky na souhrn vlastností.
Především při teplotě místnosti vytvrzované systémy, jako například pro ochranu proti korosi a pro ochranu staveb, které se podrobují nucenému sušení, jsou z hlediska emisí rozpouštědel považovány za obzvláště kritické, neboť zde se nemůže jako ve vypalovacích zařízeních provádět tepelné dodatečné zpracování rozpouštědla.
Dalším zlepšením stávajících systémů by tedy bylo pojivo na basi dispersí zcela prostých rozpouštědel, které by se mohly používat pro oblast povlaků vytvrzovaných při teplotě místnosti.
Použitá rozpouštědla slouží z aplikačně technického hlediska zpravidla hlavně jako koalescenční činidla, která se po vytvoření filmu pomalu z tohoto filmu odpařují a tím způsobují z hlediska hygieny nebezpečné a nedobré pracovní podmínky, jakož i nežádoucí emise organických součástí do atmosféry. Dodatečně zůstávají nutně zbytky rozpouštědel v povlaku, což negativně ovlivňuje jeho vlastnosti. Bez takovýchto rozpouštědel se však dosahuje špatné tvorby filmu a špatného rozlivu, což vede k zakaleným a špatně přilnavým filmům.
Patentová přihláška EP-A 43 27 493 popisuje způsob, pomocí kterého je možno vyrobit rozpouštědel zcela prosté disperse. Namísto přídavku rozpouštědla se k základní pryskyřici přidají radikálově polymerovatelné monomery (jako například (meth)akryláty, styren a jeho deriváty, vinylové sloučeniny a podobně) a disperguje se obvyklým způsobem. Když se získá disperse, iniciuje se emulsní polymerace, čímž se získá rozpouštědel zcela prostá disperse epoxidové pryskyřice s určitým polymerně dispersním podílem. Tyto systémy jsou zajímavé především pro použití za vypalování, neboř vykazují bez přídavku rozpouštědel znamenitý rozliv při vytvrzování kyselinami, melaminovými pryskyřicemi a podobně.
Že reaktivní zřeďovadla mohou mít positivní efekt (snížení viskosity) v konvenčních přípravcích na basi epoxidových pryskyřic a vodou ředitelných kapalných pryskyřicích, je pro odborníky známé. Sotva popsané je však jejich použití v dispersích epoxidových pevných pryskyřic. V patentových spisech US-A 4 315 044 , US-A 4 399 242 a US-A 4 608 406 je popsané použití alkylmonoepoxidů s 8 až 80 uhlíkovými atomy v alkylu v neionogenně stabilisovaných dispersích epoxidových pevných pryskyřic pro vytvrzování při teplotě místnosti nebo za horka. Tato reaktivní zřeďovadla se zde zavádějí do hotové disperse a zlepšují střihovou stabilitu, mrazovou-rosnou stabilitu, stabilitu při skladování a lesk povlaků, čehož ale může být uspokojivě dosaženo zčásti pouze přídavným použitím glykolů, popřípadě glykol6 etherů.
Není zde uvedena naproti tomu funkce reaktivního zřeďovadla jako koalescenčního činidla, především není uvažováno, že by byl obzvláště výhodný přídavek reaktivního zřeďovadla před vlastním procesem dispergace.
Dodatečné přimíšení látek k hotové, neionogenně stabilisované dispersi pevné pryskyřice, je především při vysokých hmotnostních podílech pevné látky v dispersích, velmi zdlouhavé, neboř se musí navzájem dobře homogenisovat různě viskosní a různě polkární komponenty, což ve velikých mísících agregátech probíhá pouze neuspokojivě. Kromě toho se tímto způsobem nedosáhne tak vysokého stupně promísení pryskyřice a reaktivního zřeďovadla, neboř se tyto komponenty vyskytují v oddělených micelách.
Použití reaktivních zřeďovadel se tedy může provádět proto, aby se řídily aplikačně technické vlastnosti disperse, jako je například snížení minimální filmotvorné teploty, prodloužení doby zpracovatelnosti, zlepšení lesku, střihové stability a stability vůči cyklům zmrznutí-rosení a cílené ovlivnění tvrdosti a elasticity. Výhoda ve srovnání s použitím organických rozpouštědel spočívá v tom, že se tato reaktivní zřeďovadla při vytvrzovací reakci zabudovávají do filmu a tím nedochází k nežádoucím emisím organických komponent, což tedy odpovídá požadavkům na nepřítomnost rozpouštědel nebo na jejich přítomnost pouze v nepatrné míře. Přídavek reaktivního zřeďovadla před procesem dispergace má tu podstatnou výhodu, že se toto za vynaložení nižších nákladů podstatně lépe emulguje než v případě dodatečného přídavku k hotové dispersi, což vede ke zlepšené kvalitě povlaku. V tomto případě se vyskytují reaktivní zřeďovadla a základní pryskyřice ve společných micelách, čehož se následujícím zahomogenisováním reaktivního zřeďovadla nedosáhne. Obsah reaktivního zřeďovadla je připočítáván k pevné látce pojivá, popřípadě laku.
Úkolem předloženého vynálezu tedy je dát k disposici epoxidové pryskyřice a z nich vyrobené samoemulgovatelné disperse, jejichž emulgující komponenta je jednoduše vyrobítelná. Tyto systémy by měly být popřípadě vyrobítelné za obzvláště nízkého použití rozpouštědel, čehož se může dosáhnout pomocí reaktivních zřeďovadel.
Podstata vvnálezu
Předmětem předloženého vynálezu tedy je samoemulgovatelná epoxidová pryskyřice (A) a z ní vyrobená stabilní vodná disperse epoxidové pryskyřice (I) , obsahující hmotnostně :
(A) 30 až 90 % , výhodně 40 až 85 % epoxidové pryskyřice, vyrobitelné z hmotnostních podílů (A-l) 50 až 95 % , výhodně 55 až 85 % jedné nebo několika epoxidových sloučenin s alespoň dvěma epoxidovými skupinami pro molekulu a obsahem epoxidových skupin 300 až 11 200 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost 90 až 3000 g/raol) ;
(A-2) 5 až 50 % , výhodně 15 až 45 % aromatického polyolu ;
(A-3) O až 25 % , výhodně 1 až 10 % modifikujících sloučenin s alespoň dvěma epoxid-reaktivními skupinami ;
(A-4) 5 až 25 % , výhodně 10 až 20 % jako emulgátoru působícího kondensačního produktu z (A-4-a) výhodně alifatického polyolu s hmotnostním středem molární hmotnosti M,. 200 w
až 20 000 g/mol a (A-4-b) epoxidové sloučeniny s alespoň dvěma epoxidovými sloučeninami pro molekulu a s obsahem epoxidových skupin 500 až 10 000 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost 100 až 2000 g/mol) ;
přičemž poměr počtu hydroxylových skupin k počtu epoxidových skupin činí 1 : 2 až 1 : 10 , výhodně 1 : 4 až 1 : 8 a obsah epoxidových skupin těchto kondensačních produktů je v rozmezí 100 až 6 700 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost 150 až 8000 g/mol), výhodně v rozmezí 1000 až 4000 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost 250 až 1000 g/mol) ;
(B) 0 až 20 % , výhodně 1 až 15 % tensidu, výhodně neionogenního tensidu ;
(C) 0 až 20 % , výhodně 1 až 15 % reaktivního zřeďovadla, zvoleného z jedné nebo několika sloučenin ze skupiny zahrnuj ící (C-l) nízkomolekulární, kapalné epoxyfunkční slouče9 niny a (C-2) polymery z ethylenicky nenasycených, jinak inertních nebo popřípadě funkčních monomerů, schopných radikálové polymerace, popřípadě kopolymerace ;
(D) 0 až 25 % , výhodně 1 až 20 % inertního organického rozpouštědla a (E) 5 až 70 % , výhodně 10 až 60 % vody , přičemž suma hmotnostních podílů činí 100 % .
Epoxidové pryskyřice (A) , které jsou modifikované emulgujícími sloučeninami typu (A-4) , mohou mít podle předloženého vynálezu obsah epoxidových skupin 50 až 2 500 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost EV 400 až 20 000 g/mol) , pro při teplotě místnosti vytvrzované systémy výhodně 1000 až 2 500 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost 400 až 1000 g/mol) , zatímco pro vytvrzování za tepla, které probíhá přes sekundární hydroxylové skupiny pryskyřice, se usiluje výhodně o obsah epoxidových skupin pod 1700 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost nad 600 g/mol) .
Emulgátory typu (A-4) jsou o sobě známé a nejsou tedy předmětem předloženého vynálezu (viz DE-A 43 10 198, US-A 4 419 467 , EP-A 0 493 916) . Naproti tomu není jejích použití jako do pryskyřice zabudovaných eraulgátorů ještě popsané a proto jsou disperse epoxidových pryskyřic, spočívající na takovýchto pryskyřicích, nové. Proto je použití sloučenin (A-4) jako zabudovaných emulgátorů a na tom za10 ložené disperse epoxidových pryskyřic rovněž předmětem předloženého vynálezu.
Vynález se dále týká způsobu výroby vodných dispersi epoxidových pryskyřic (I) , jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve vyrobí emulgující komponenta a nato epoxidová pryskyřice (A) kondensací komponent (A-l) , (A-2) a popřípadě (A-3) s (A-4) při zvýšené teplotě a za přítomnosti katalysátorů kondensace, potom se za nižší teploty přidá zřeďovacíčinidlo (C-l) , potom se popřípadě zahomogenisuje dodatečné dispergační činidlo (B) a popřípadě rozpouštědlo (D) a konečně se získá vodná disperse děleným nadávkováním vody (E) .
Předmětem předloženého vynálezu je dále způsob výroby vodné disperse epoxid-polyakrylátu (I) , jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve vyrobí emulgující komponenta a nato epoxidová pryskyřice (A) kondensací komponent (A-l) , (A-2) a popřípadě (A-3) s (A-4) při zvýšené teplotě a za přítomnosti katalysátorů kondensace jak je popsáno výše, potom se za nižší teploty přidá alespoň část množství zřeďovacího činidla (C) a popřípadě částečně proběhne reakce monomerů (C-2) s epoxidovou pryskyřicí (A) , potom se vhoraogenisuje popřípadě dispergační činidlo (B) a popřípadě rozpouštědlo (D) a vodná disperse se získá děleným nadávkováním vody, načež se pomocí vhodného iniciátorového systému a popřípadě za přídavku zbytku zřeďovacího činidla (C) při vhodné teplotě polymerují monomery (C-2) postupem emulsní polymerace a tím se získá polymerní disperse. Popřípadě použitá dílčí množství zřeďovacího činidla mohou být různého složení se zřetelem na množství a typ součástí (C-l) a (C-2) .
Hmotnostní poměr epoxidové pryskyřice (A) ku addičnim polymerům z monomerů (C-2) je v rozmezí 100 : 1 až 20 : 80 , výhodně v rozmezí 100 : 10 až 50 : 50 . Při tóra obsahuje polymer z monomerů (C-2) popřípadě glycidylové skupiny obsahující monomery, výhodně ve hmotnostním podílu
2,5 až 25 % . Hmotnostní podíl reaktivního zřeďovadla (C-l)m může být až 25 % , vztaženo na sumu hmotností polymerů (A) a (C-2) . Hmotnostní podíl optionálního dispergačního činidla (B) se vztahuje na veškeré ne ve vodě rozpustné součásti disperse, to znamená na epoxidovou pryskyřici (A) , polymer (C-2) a reaktivní zřeďovadlo (C-l) a je v rozmezí 0 až 25 % , výhodně v rozmezí 0 až 10 % , obzvláště výhodně ale 0 % . Hmotnostní podíl pevné látky disperse podle předloženého vynálezu je v rozmezí 30 až 90 % , výhodně ale 55 až 75 % , přičemž disperse může obsahovat až 10 % rozpouštědla.
Dále jsou předmětem předloženého vynálezu vodné potahové prostředky na basi dispersí podle předloženého vynálezu, obsahující hmotnostně (I) 40 až 90 % , výhodně 50 až 85 % disperse epoxidové pryskyřice podle předloženého vynálezu , (II) 10 až 60 % , výhodně 15 až 55 % vodného vytvrzovacího činidla, které je vhodné pro vytvrzování při teplotě místnosti, při zvýšené teplotě (forsírované sušení) nebo za vypalovacích podmínek, a popřípadě (III) 0 až 40 %, výhodně 5 až 35 % obvyklých additiv, plnidel, pigmentů a katalysátorů.
Pojivo podle předloženého vynálezu se vyrobí smísením této disperse s vhodným vytvrzovacím činidlem (II) a popřípadě následným přidáním přísad (III) , pro odborníky známých.
U epoxidových sloučenin (A-l) a (A-4-b) se jedná o polyepoxidy s v průměru alespoň dvěma epoxidovými skupinami pro molekulu. Tyto epoxidové sloučeniny mohou při tom být jak nasycené, tak také nenasycené, jakož i alifatické, cykloalifatické, aromatické a/nebo heterocyklické a mohou mít také hydroxylové skupiny a polyetherové jednotky. Mohou obsahovat také takové substituenty a/nebo funkční skupiny, které za podmínek míšení nebo reakčních podmínek nezpůsobují žádné rušivé vedlejší reakce, například alkylové nebo arylové substituenty, etherové skupiny a podobně .
Výhodně se při tom jedná o polyglycidylethery na basi vícemocných, výhodně dvojmocných alkoholů, fenolů, hydrogenačních produktů těchto fenolů a/nebo novolaků (reakční produkty jednomocných nebo vícemocných fenolů s aldehydy, obzvláště s formaldehydem, za přítomnosti kyselých katalysátorů) . Při jedné variantě se k výhodným dvoj mocným hydroxylovým sloučeninám přimísí trojmocné a výšefunkční hydroxylové sloučeniny, takže střední epoxidová funkcionalita komponent (A-l) , popřípadě (A-4-b) je vyšší než 2 . Obsah epoxidových skupin v těchto epoxidových sloučeninách je výhodně v rozmezí 500 až 10 000 mmol/kg (epoxidová ekvivalentní hmotnost 100 až 2000 g/mol) , obzvláště v rozmezí 2 800 až 10 000 (epoxidová ekvivalentní hmotnost 100 až 350 g/mol) .
Jako vícemocné fenoly je možno například jmenovat resorcin, hydrochinon, 2,2-bis-(4-hydroxyfenyl)-propan, (bisfenol A) , dihydroxydifenylmethan (bisfenol F , popřípadě směsi isomerů), tetrabrombisfenol A , 4,4’-dihydroxydifenylcyklohexan, 4,4’-dihydroxy-3,3’-dimethyldifenylpropan , 4,4’-dihydroxydifenyl , 4,4’-dihydroxybenzofenon, bis-(4-hydroxyfenyl)-1,1-ethan , 2,2-bis-[4-(2-hydroxypropoxy)-fenyl]-propan , bis-(4-hydroxyfenyl)-1,l-isobutan, bis-(4-hydroxy-terc.-butylfenyl)-2,2-propan , bis-(2-hydroxynaftyl)-methan , 1,5-dihydroxynaftalen , tris-(4-hydroxyfenyl) -methan , bis-(4-hydroxyfenyl)-ether , bis-(4-hydroxyfenyl) -sulf on , jakož i produkty halogenace a hydrogenace výše uvedených sloučenin. Jako obzvláště výhodný je možno uvést bisfenol A .
Jako příklady vícemocných alkoholů je možno uvést ethylenglykol , diethylenglykol , triethylenglykol , polyethylenglykoly (η = 1 až 35) , 1,2-propylenglykol , polypropylenglykoly (η = 1 až 15) , 1,3-propylenglykol , 1,4-butandiol , 1,5-pentandiol , 1,6-hexandiol , 1,2,6-hexantriol , glycerol , neopentylglykol , 1,4-dimethylolcyklohexan , trimethylolethan , trimethylolpropan , ale také blokové kopolymery ethylenoxidu, propylenoxidu, jakož i ethoxylované a propoxylované bisfenoly, jako je například ropoxylovaný bisfenol A . Při tom jako obzvláště výhodné je možno jmenovat polyethylenglykoly a polypropylenglykoly (n = 8 až 10).
Mohou se poiužít také polyglycidylestery polykarboxylových kyselin, které se získají reakcí epichlorhydrinu nebo podobných epoxidových sloučenin s alifatickými, cykloalifatickými nebo aromatickými polykarboxylovými kyselinami, jako je například kyselina šfavelová, kyselina jantarová, kyselina adipová, kyselina glutarová, kyselina ftalová, ky14 selina tereftalová, kyselina hexahydroftalová, kyselina 2,6-naftalendikarboxylová a dimerisovaná kyselina linolenová, nebo také kyselé polyestery. Jako příklady je možno uvést diglycidylester kyseliny adipové, diglycidylester kyseliny ftalové a diglycidylester kyseliny hexahydroftalové.
Vyčerávající výčet vhodných eoxidových sloučenin se nachází v příručce Epoxidverbindungen und Epoxidharze od A. M. Paquina, Springer Verlag, Berlin 1958, kapitola IV a Handbook of Epoxy Resins od Leea a Nevilla, Mc Graw-Hill Book Co., kapitola 2 . Epoxidové sloučeniny se mohou používat jednotlivě nebo ve směsi.
Jako aromatické polyoly (A-2) přicházejí v úvahu sloučeniny obsahující hydroxylové skupiny, které byly již popsány výše u komponent (A-l) a (A-4-b) , tedy vícemocné, výhodně dvojmocné, fenoly, jejich hydrogenační produkty a/nebo novolaky. Jako obzvláště výhodný je také zde možno uvést bisfenol A.
U modifikujících sloučenin (A-3) se jedná o sloučeniny s alespoň dvěma funkčními skupinami, které jsou schopné reakce s epoxidovými skupinami komponenty (A-l) a které se nedají zařadit pod aromatické polyoly (A-2) . Jejich použití může být vhodné k tomu, aby se cílenou modifikací nastavily požadované vlastnosti základní pryskyřice (A) .
Při tom se zde jedná o polyaminy (například ethylendiamin, diethylentriamin, triethylentetramin, tetraethylenpentamin a podobně) , polyoxyalkylenoxidy s koncovými aminoskupinami η n (například Jeffamine firmy Texaco a Novamine ) , polykarboxylové kyseliny (například kyselina maleinová, kyselina fumarová, kyselina ftalová, kyselina jantarová, dimerní a trimerní mastné kyseliny a podobně a jejich anhydridy, pokud jsou použitelné) / jakož i alifatické polyoly (například ethylenglykol, propylenglykol, butylenglykol, polyethylenglykol, polypropylenglykol, trimethylolpropan, triraethylolethan, neopentylglykol, glycerol a podobně) . Obzvláště výhodné jsou dimerní mastné kyseliny s obsahem n
až 50 uhlíkových atomů a Jeffamine .
U polyolů komponenty (A-4) se jedná o polyoly, vybrané ze skupiny zahrnující polyakrylát-polyoly, polyester-polyoly, polyether-polyoly, polykarbonát-polyoly a polyurethan-polyoly. Výhodné jsou polyoly s hmotnostně střední molární hmotností (Mw ; gelová permeační chromatografie ; polystyrénový standard) v rozmezí 600 až 12 000 g/raol, obzvláště 4 000 až 10 000 g/mol a s hydroxylovým číslem účelně 6 až 560 mg/g , výhodně 9 až 187 mg/g . Dále jsou výhodné čistě alifatické polyoly. Obzvláště výhodné jsou alifatické polyetherpolyoly s oxyalkylovými stavebními jednotkami , zvolenými ze skupiny zahrnuj íci oxyethylenové a oxypropylenové jednotky a jejich směsi, jakož i polyesterpolyoly, které jako diolovou komponentu obsahují alespoň část oligomerních nebo polymerních polyalkylenglykolů, jejichž stavební jednotky jsou zvolené z oxyethylenových a oxypropylenových jednotek. Pokud polyoly neobsahují žádné takovéhto hydrofilní polyalkylenové skupiny, získají tyto potřebnou hydrofilii svým obsahem 10 až 5 000 ramol/kg funkčních skupin, které ve vodě mohou tvořit ionty. Ionické skupiny mohou být kationické nebo anionické povahy, výhodně jsou to anionicky modifikované polyoly.
Anionicky modifikované polyesterpolyoly nebo polyurethanpolyoly se mohou například vyrobit tak, že se část nízkomolekulární diolové nebo polyolové komponenty nahradí diolovou nebo polyolovou komponentou, obsahující kyselinové skupiny, nebo jinou kyselinové skupiny obsahující komponentou, která dále obsahuje alespoň jednu s kyselinou reagující skupinu. Obzvláště vhodné jsou pro to hydroxykarboxylové kyseliny, jako je například kyselina vinná a kyselina dimethylolpropionová, aminokyseliny, jako je například taurin, lysin a ornithin a hydroxyaminokyseliny, jako je například serin. Anionicky modifikované polyakrylátpolyoly se mohou vyrobit například kopolymerací vhodně zvolených množství alkyl(meth)akrylátů s hydroxyalkyl(meth)akryláty a kyseliny (meth)akrylové. Při tom se množství hydroxyalkyl (meth) akrylátů určuje podle požadovaného hydroxylového čísla a množství kyseliny podle požadovaného obsahu ionických skupin.
Tyto polyoly mají výhodně pouze koncové, primární hydroxylové skupiny. Například je zde možno uvést blokové polymery z ethylenoxidu a propylenoxidu, jakož i polyethylenglykoly, polypropylenglykoly a polybutylenglykoly, přičemž je možno použít také směsi odpovídajících polyalkylenglykolů. Výhodně se používají polyethylenglykoly, popřípadě produkty/směsi s vysokým obsahem polyethylenoxidu.
Dodatečně je možno k samoemulgující epoxidové pryskyřici (A) podle předloženého vynálezu použít zaké další dispergační činidla (B) anionogenní, kationogenní a výhodně neionogenní povahy. V úvahu přicházejí alkylbenzensulfonáty, primární a sekundární alkansulfonáty, a-olefinsulfonáty, alkylsulfáty a alkylethersulfáty jako anionogenní tensidy a kvarterní amoniové sloučeniny jako kationogenní tensidy, přičemž ionogenní skupiny nesmějí vzájemně působit s epoxidovými skupinami. Výhodné je ale použití neionogenních tensidů, jako jsou ethoxylované nebo ethoxylované/propoxylované alkoholy, oxoalkoholy, alkylfenoly (například ArcopalR firmy Hoechst) , ricinové oleje, estery, glycerolstearáty, mastné kyseliny, mastné aminy, mastné alkoholy, ale také například ethylenoxid-propylenoxidové blokové polymery (jako je PluronicR firmy BASF) . Použít se mohou také emulgátory, popsané specielně pro dispergaci epoxidových pryskyřic, například podle US-A 4 423 201 a US-A 4 446 256 (produkty z polyalkylenglykolů, diisokyanátů a bisfenolů) , EP-A 0 497 404 (produkty z alkoxypolyalkylenglykolů, anhydridů a alkylenoxidů, epoxyalkoholů nebo diglycidyletherů) , VO-A 91/10695 (produkty z polyglycidyletherů, bifunkčních sloučenin a alkoxypolyalkylenglykolů) , EP-A 0 109 173 (produkty z polyoxyalkylenpolyaminů a epoxidových pryskyřic) a DE-A 41 36 943 (produkty z polyalkylenglykolů s diisokyanáty a polyepoxidy).
Jako komponenty (C-l) , nízkomolekulární kapalné epoxyfunkční sloučeniny, je možno jmenovat monoglycidylethery a diglycidylethery, které jsou mimo jiné známé jako reaktivní zřeďovadla, například p-terc.-butylfenylglycidylether , n-butylglycidylether , fenylglycidylether , o-kresylglycidylether , butandioldiglycidylether , hexandioldiglycidylether , neopentylglykoldiglycidylether , dimethylolcyklohexandiglycidylether , 2-ethylhexylglycidylether , vyšší alkylglycidylethery a podobně (například reaktivní zřeďovadla serie GrilonitR RV firmy Ems , EpodilR firmy n
Anchor nebo Eurepox* RV firmy Schering) , glycidylester kyseliny versatikové (CaduraR E 10 firmy Shell) , kapalné polyoxyalkylenglykoldiglycidylethery (například BeckopoxR EP 075 firmy Hoechst) , přičemž jejich molekulová hmotnost je nižší než 1000 g/mol , ale také kapalné epoxidové pryskyřice, jako je například bisfenol-A-diglycidylether a bisfenol-F-diglycidylether. Komponenta (C-l) je v následujícím pro jednoduchost nazývána reaktivní zřeďovadlo.
Výhodná reaktivní zřeďovadla jsou hexandioldiglycidylether a p-terc.-butylfenylglycidylether.
Jako monomery (C-2) přicházejí v úvahu veškeré ethylenicky nenasycené sloučeniny, které jsou schopné radikálové polymerace ve vodné emulsi a nepůsobí na sebe vzájemně nežádoucím způsobem při teplotě místnosti s používanou dispersí epoxidové pryskyřice. K těmto je možno počítat kyselinu akrylovou, kyselinu methakrylovou a vyšší alkakrylové kyseliny, jakož i jejich alkylestery (alkyl(meth)akryláty s 1 až 18 uhlíkovými atomy v alkylu, například methylakrylát a methylmethakrylát, ethylakrylát a ethylmethakrylát, n-propylakrylát, isopropylaktylát, n-propylmethakrylát a isopropylmethakrylát, η-, iso- a terč.-butylakrylát, n- a terč.-butylmethakrylát, 2-ethylhexylakrylát a 2-ethylhexylraethakrylát, 4-terc.-butylcyklohexylakrylát, isobornylakrylát a isobornylmethakrylát a podobně) a deriváty (například akrylonitril), ale také vinylderiváty (například styren, α-methylstyren, vinyltolueny, vinylacetát, vinylchlorid, vinylidenchlorid, N-vinylpyrrolidon a podobně) a α,β-nenasycené karboxylové kyseliny, jako je kyselina maleinová, kyselina fumarová, kyselina itakonová a podobně, jakož i jejich deriváty, ale též alkeny, jako je například isopren a butadien. Monomery mohou také obsahovat funkční skupiny, které participují při později prováděné vytvrzovací reakci. Zde jsou vhodné například specielní glycidylfunkční monomery (například glycidylmethakrylát, glycidylakrylát) . Konečně mohou být přítomné také vícefunkční monomery, například 1,6-hexandiolakrylát a divinylbenzen.
Do dispersí se mohou popřípadě také přidávat rozpouštědla (D) . Jako organická rozpouštědla zde přicházejí obzvláště v úvahu glykoly, monoethery, diethery, monoestery a diestery glykolů s alkoholy a kyselinami, alifatické alkoholy s popřípadě rozvětvenými alkylovými zbytky s 1 až 12 uhlíkovými atomy, cykloalifatické a aralifatické alkoholy, jakož i estery a ketony, přičemž tato rozpouštědla se mohou přidávat jednotlivě nebo ve směsi. Jako příklady je možno uvést ethylenglykol , ethylenglykolmonomethylether, ethylenglykoldimethylether , butylglykol , methoxypropanol , ethoxypropanol , ethanol , 1-propanol , 2-propanol , butanol , cyklohexanol , benzylalkohol , ethylester kyseliny octové, aceton nebo methylisobutylketon, ale mohou se použít také aromáty, jako je například toluen nebo xylen. Výhodná rozpouštědla jsou butylglykol , methoxypropanol , methoxybutanol , isopropoxypropanol , ethoxypropanol , dipropylenglykoldimethylether , 2-propanol a benzylalkohol.
Jako tužidla (II) pro epoxidové pryskyřice (I) podle předloženého vynálezu je možno použít pro tento účel známých tužidel, popřípadě vytvrzujících sloučenin (epoxidová tužidla) , jako jsou basická tužidla (aminová tužidla) , například polyaminy, Mannichovy base, addukty aminů na polymery jako polyepoxidy a polyamidoaminy.
Vytvrzování dispersí epoxidových pryskyřic (I) podle předloženého vynálezu je dále možné pomocí takzvaných latentních tužidel, to znamená sloučenin, které rozvíjejí svůj zesířuj ící účinek na epoxidové sloučeniny teprve při zvýšené teplotě, například v rozmezí 60 až 250 °C . Jako příklady takovýchto tužidel je možno uvést močovinu, dikyandiamid, imidazol, guanidin, hydrazid a deriváty těchto uvedených sloučenin. Použitelné jsou ale také například melaminové pryskyřice nebo kyselá tužidla. Výhodně se z těchto latentních tužidel používá dikyandiamid.
Příklady basických tužidel, obzvláště pro výhodné vytvrzování při teplotě místnosti a/nebo nižších teplotách (aminová tužidla za studená) , která se používají všeobecně v ekvivalentních poměrech ekvivalentu epoxidu k ekvivalentu aminového dusíku 1 : 0,75 až 2,0 , jsou polyalkylenaminy, jako je diethylentriamin, triethylentriamin, tetraethylenpentamin, pentaethylenhexamin a podobně, dále 2,2,4-trimethylhexamethylendiamin, 2,4,4-trimethylhexamethylendianiin, bis-(3-aminopropyl)-amin , 1,4-bis-(3-aminopropyl)-piperazin , Ν,Ν-bis-(3-aminopropyl)-ethylendiamin , neopentandiamin , 2-methyl-l,5-pentandiamin , 1,3-diaminopentan , hexamethylendiamin a podobně, jakož i cykloalifatické aminy, jako je 1,2-diaminocyklohexan , 1,3-diaminocyklohexan ,
1,4-diamino-3,6-diethylcyklohexan , 1,2-diamino-4-ethylcyklohexan , l-cyklohexyl-3,4-diaminocyklohexan , isoforondiamin a jejich reakční produkty , 4,4’-diaminocyklohexylmethan , 4,4’-diaminocyklohexylpropan , 2,2-bis-(4-aminocyklohexyl) -methan. , 2,2-bis-(4-aminocyklohexyl)-propan ,
3,3’-dimethyl-4,4'-diaminodicyklohexylmethan , 3-amino-l-cyklohexyl-aminopropan , 1,3-bis-(aminomethyl)-cyklohexan a 1,4-bis-(aminomethyl)-cyklohexan .
Jako aralifatické aminy se použijí obzvláště takové, u kterých jsou přítomné alifatické aminoskupiny, například meta-xylendiarain a para-xylendiamin a/nebo jejich hydrogenační produkty.
Uvedené aminy se mohou používat samotné nebo jako směsi.
Vhodné Mannichovy base base se vyrobí kondensací polyaminů, výhodně diethylentriaminu, triethylentetraminu„ isoforondiaminu , 2,2,4-trimethylhexamethylendiaminu ,
2,4,4-trimethylhexamethylendiaminu , 1,3-bis-(aminomethyl)cyklohexanu , 1,4-bis-(aminomethyl)-cyklohexanu a obzvláště ra-xylylendiaminu a p-xylylendiarainu, s aldehydy, výhodně formaldehydem a jednomocnými nebo vícemocnými fenoly s alespoň jedním na aldehyd reaktivním místě v jádře, jako jsou například různé kresoly a xylenoly , p-terc.-butylfenol, resorcin , 4,4’-dihydroxydifenylmethan , 4,4’-dihydroxydif enyl-2 , 2-propan , výhodně ale fenolem.
Jako addukty amin-epoxid přicházejí v úvahu například reakční produkty polyaminů, jako je například ethylendiamin, propylendiamin, hexamethylendiamin, 2,2,4-trimethylhexaraethylendiamin , 2,4,4-triraethylhexamethylendiamin , meta- xylylendiamin a/nebo bis-(aminomethyl)-cyklohexan s koncovými monoepoxidy a polyepoxidy, jako je například propylenoxid , hexenoxid a cyklohexenoxid, nebo s glycidylethery, jako je fenylglycidylether , terč.-butylglycidylether, ethylhexylglycidylether, butylglycidylether nebo s glycidylestery, jako je glycidylester kyseliny versatikové, dodávaný firmou Shell, Cadura® E 10 , nebo s polyglycidylethery a polyglvcidylestery, uváděnými u (A-l) .
Polyamidoaminy, které se mohou používat pro vytvrzování dispersí epoxidových pryskyřic podle předloženého vynálezu, se vyrobí například reakcí polyaminů s monokarboxylovými nebo polykarboxylovými kyselinami, například s dimerisovanými mastnými kyselinami.
Výhodně se jako aminová tužidla použijí vedle výše uvedených polyaminů ve vodě rozpustné polyoxyalkylendiaminy a polyoxyethylenpolyaminy s číselným středem molární hmotnosti 100 až 2000 g/mol , například produkty, dodávané firmou Texaco pod označením Jeffamine®·, jakož i ve vodě lehce dispergovarelná tužidla, která jsou popsaná v DE-B 23 32 177 a v EP-B 0 000 605 , tedy například modifikované amin-addukry.
Pro dosažení rychlejšího a/nebo úplnějšího vytvrzení se mohou povlaky, získané z dispersí epoxidové pryskyřice podle předloženého vynálezu s uvedenými aminovými tužidly také zahřát po dobu 15 až 120 minut na teplotu v rozmezí 50 až 120 °C (takzvané forsírované sušení).
Jako tužidla pro vytvrzování za tepla jsou vhodné ve vodě rozpustné nebo s vodou mísitelné polykarboxylové kyseliny. Jako příklady takovýchto polykarboxylových kyselin je možno uvést kyselinu cyklopentantetrakarboxylovou , kyselinu cyklobutantetrakarboxylovou , kyselinu 1,2,3,4-tetrabutankarboxylovou, kyselinu vinnou, kyselinu malonbovou, kyselinu jablečnou, kyselinu citrónovou, kyselinu akonitovou a podobně.
Dále jsou vhodné anhydridy nebo kyselé estery těchto kyselin s vícemocnýrai alkoholy se 2 až 12 uhlíkovými atomy, výhodně se 2 až 6 uhlíkovými atomy, jako je například neopentylglykol, glycerol, trimethylolethan nebo trimethylolpropan, s alkandioly a jejich oligomery, které popřípadě obsahují jeden nebo několik etherových můstků, jako je ethylenglykol, propandioly a butandioly, přičemž estery vždy mají alespoň dvě volné karboxylové skupiny.
Jako tužidla na basi polykarboxylových kyselin je také možné použít kyselé estery se dvěma nebo více karboxylovýmí skupinami takových karboxylových kyselin, jako je například kyselina pyromellitová, kyselina mellitová, kyselina fialová, kyselina endomethylentetrahydroftalová, kyselina endo23 methylenhexahydroftalová, kyselina maleinová a kyselina fumarová, popřípadě jejich anhydridy pokud tyto existují, s vícemocnými alkoholy, například výše uvedenými, pokud tyto kyselé estery mají dostatečnou rozpustnost ve vodě, popřípadě ředitelnost vodou.
Rovněž tak se dají použít vhodné kyselé hydrofilní polyestery, například vícemocných kyselin, s uvedenými vícemocnými alkoholy. Jako tužidla se dají také použít reakční produkty uvedených anhydridu kyselin nebo kyselin s polyaminofunkčními sloučeninami, jako jsou například polyaminy, jako je diethylendiamin, diethylentriamin, triethylentetramin a vyšší homology, nebo s různými polyoxyalkylendiaminy R (Jeffamine firmy Texaco) , jakož i na hydroxylových skupinách modifikovaných hydroxykarboxylových kyselin, jako je například alkoxylovaná kyselina citrónová nebo kyselina vinná a podobně, jakož i veškeré kyseliny, schopné za podmínek vytvrzování esterifikace, jako je například methylester kyseliny trimellitové nebo kyseliny jablečné. Vhodné jsou například také kyselé soli uvedených kyselin, výhodně s těkavými basemi, jakož i další deriváty, které za podmínek vytvrzování uvolňují reaktivní karboxylové skupiny. Výhodné jsou zde jako kyselá tužidla polykarboxylové kyseliny.
Vytvrzování dispersí epoxidových pryskyřic pomocí kyselých tužidel se provádí účelně při zvýšených teplotách, například v rozmezí 60 až 250 °C , výhodně 80 až 200 °C, po dobu jedné až 150 minut. Pro dosažení úplného vytvrzení, popřípadě pro snížení teploty, potřebné pro dostatečné vytvrzení, je možno k uvedeným kyselým tužidlům přidat ještě nepatrné množství sloučenin, které katalysují reakci karboxylových skupin a epoxidových skupin. Vhodnými takovýmito sloučeninami jsou například silné protonové kyseliny, jako je kyselina fosforečná nebo kyselina p-toluensulfonová, terciární aminy, jako je triethylamin a N,N-dimethylbenzylamin, dusíkaté heterocykly, jako je imidazol, pyridin a jejich deriváty, trialkylfosfiny a triarylfosfiny, jakož i odpovídající fosfoniové sloučeniny a kovové soli, popřípadě cheláty, jako je například oktoát cínatý.
Dodatečně k výše popsaným tužidlům je možno pro vytvrzování vzít také aminové a/nebo fenolové pryskyřice, které se používají ve hmotnostním podílu 5 až 50 %, výhodně 10 až 35 % , vztaženo na celkový obsah pevné látky hotové disperse. Popřípadě se při tom upraví obsah celkové pevné látky v dispersi přídavkem vody na 10 až 80 % hmotnostních. Jako příklady takovýchto aminových pryskyřic je možno uvést aminoaldehydové pryskyřice, to znamená kondensační produkty aldehydů s melaminy (melaminové pryskyřice) , močovinou (močovinové pryskyřice) , acetoguanarainem (acetoguanaminové pryskyřice) nebo podobné sloučeniny, popřípadě odpovídající prekondensáty. Výhodné aldehydové kondensační produkty melaminu jsou především melamin-methoxy-alkylethery, přičemž alkylové zbytky jsou methylové skupiny, n-propylové skupiny nebo isopropylové skupiny, výhodně methylové skupiny, jako je například hexaraethoxyraethylmelamin, ethoxyraethoxymethylmelamin, monomethylolpentaraethoxymethylmelamin, dimethyloltetramethoxymethylmelamin, trimethyloltrimethoxymethylmelamin a podobně s dalekosáhle monoraeřní strukturou, jakož i odpovídající oligomerní a polymerni produkty.
Jako fenolová tužidla je možno uvést resoly, pryskyřice na basi formaldehydu a fenolkarboxylových kyselin a předprodukty fenolových pryskyřic, přičemž výhodné jsou komerčně dostupné etherifikované, vodou ředitelné resoly fenolových pryskyřic.
Popřípadě se mohou do dispersí, obsahujících fenolové a/nebo aminové pryskyřice, přidávat také kyselé katalysátory, jako je kyselina p-toluensulfonová, kyselina cyklohexansulfaminová, kyselý butylfosfát a kyselina fosforečná, popřípadě také jako (amino)soli , aby se vyrobily filmy nebo povlaky, které by se vytvrzovaly při nízkých teplotách nebo v kratší době.
Jako obvyklé přísady ve smyslu (III) , které mohou být eventuelně přítomné v dispersích, popřípadě pojivech podle předloženého vynálezu, je zde možno například uvést obvyklá lakařská additiva, jako jsou pigmenty, pigmentové pasty, barviva, antioxidanty, stabilisační činidla, látky pro zlepšení rozlivu, popřípadě zahušfovadla (tixotropni činidla) , odpěňovadla, látky pro odstranění vzduchu a/nebo smáčedla, reaktivní zřeďovadla, plnidla, změkčovadla, látky potlačující hoření, katalysátory, konservační prostředky, ochranné koloidy a podobně. Tato additiva se mohou do tvrditelných směsí případně přidávat delší dobu předem nebo také bezprostředně před zpracováním.
Výhodně se vyrobí emulgující komponenta (A-4) kondensací uvedených polyolů (A-4-a) polyglycidylethery (A-4-b) za přítomnosti vhodných katalysátorů při teplotě v rozmezí 50 až 200 °C , výhodně 90 až 170 °C , přičemž poměr ekvivalentů hydroxylových skupin a epoxidových skupin činí 1 : 2 až 1 : 10 , výhodně 1 : 4 až 1 : 8 a obsah epoxidových skupin (epoxidová ekvivalentní hmotnost) těchto kondensačních produktů je v rozmezí 125 až 6 700 mmol/kg (150 g/mol až 8 000 g/mol) , výhodně v rozmezí 1 000 až
000 mmol/kg (250 g/mol až 1 000 g/mol) .
Jako katalysáxory pro výrobu (A-4) jsou vhodné silné anorganické a organické base, jako je například hydroxid sodný, hydroxid draselný, hydroxid lixhný, hydroxid barnatý, hydroxid strontnatý, alkoholáry alkalických kovů, jako je methyláx sodný, mexhyláx lixhný, ethyláx sodný a dodecyláx draselný, jakož i soli karboxylových kyselin s alkalickými kovy, jako je například sxearáx sodný a sxearáx lixhný. Rovněž vhodné jsou silné anorganické a organické protonové kyseliny, například kyselina fosforečná, kyselina tetrafluorboritá a kyselina benzensulfonová. Dále je možno jako katalysáxory použít Lewisovy kyseliny. Jako příklady je možno uvést chlorid cíničitý , chlorid titaničitý , isopropylát titaničitý , triethyloxoniumtetrafluoroborát a fluorid boritý a jeho komplexy, například s kyselinou fosforečnou, kyselinou octovou (1 : 1 a 1 : 2) , methylalkoholem, diethyletherem, tetrahydrofuranem, fenolem, ethylenglykolraonoethyletherera, polyethylenglykolem (molekulová hmotnost 200), dimethylsulfoxidem, di-n-butyletherem, di-n-hexyletherem, kyselinou jantarovou a alifatickými,, cykloalifatickými a aralifatickými aminy, jakož i dusíkovými heterocykly.
Výhodně se použije jako katalysátor BF^-diethylether, BF-j-aminokomplexy a vodná kyselina tetrafluorboritá. Hmotnostní podíl klatalysátoru činí všeobecně 0,1 až 5 , výhodně 0,1 až 1 % , vztaženo na reakční směs. Pro lepší dávkování se může katalysátor zředit rozpouštědlem, jako je například diethylether, glykolethery, cyklické ethery, ketony a podobně.
Pro výrobu (A-4) se zahřívá reagovaná směs sloučenin obsahujících hydroxylové skupiny a epoxidové skupiny až na teplotu, při které proběhne kondensace s dostatečnou rychlostí, to znamená ve 30 minutách až 5 hodinách. Reakce se sleduje účelně přes přírůstek epoxidového ekvivalentu, který ukazuje snížení obsahu epoxidových skupin. Reakce se může ukončit ochlazením pod reakční teplotu.
Pro výrobu dispersí podle předloženého vynálezu se nejprve vyrobí epoxidová pryskyřice (A) kondensací komponent (A-l) a (A-2) , popřípadě (A-3) s (A-4) při zvýšené teplotě, obvykle v rozmezí 100 až 200 °C , výhodně 150 až 180 °C , za přítomnosti kondensací urychlujícícho katalysátorů.
Vhodné kondensační katalysátory jsou například fosfiny, jako je trifenylfosfin, fosfoniové soli, jako je například benzyltrimethylfosfoniumchlorid, terciární aminy, jako je například Ν,Ν-dimethylbenzylamin, kvarterni amoniové soli, jako je například tetramethylamoniumchlorid, hydroxidy alkalických kovů, jako je například hydroxid sodný a hydroxid lithný, uhličitany alkalických kovů, jako je například uhličitan sodný a uhličitan lithný, soli organických kyselin s alkalickými kovy, jako je například mravenčan sodný, benzoát lithný a stearát lithný a Lewisovy base a Lewisovy kyseliny, jako je například fluorid boritý a jeho komplexy, chlorid titaničitý, chlorid cínatý a triethyloxoniumtetrafluorborát.
Volitelná zřeďovací činidla (C) se přidávají jako celkové množství najednou před dispergací, slouží tak jako látka snižující viskositu a ulehčují dispergaci, nebo se mohou při větších množstvích přidávat zčásti během procesu dispergace a zbytek se přidá po proběhnutí dispergace, například kontinuelně během emulsní poíymerace komponenty (C-2) . Při tom nemusí být obě dílčí množství se zřetelem na druh a složení komponent (C-l) a (C-2) identická.
Tímto způsobem se dají například u epoxid-polyakrylátových dispersí cíleně vyrobit coreshell-částice. Přítomnost zředovacího činidla během dispergace má ten smysl, že viskositní maximum při fázové inversi voda/olej —> olej/voda se nemusí snižovat inertním, v hotové dispersi zůstávajícím rozpouštědlem, jak je to popsáno v DE-A 41 28 487. Tím je umožněna formulace dispersí, úplně prostých rozpouštědel, což je podstatné zlepšení ve srovnání se stavem techniky. Příliš vysoký obsah během procesu dispergace by ale viskositu tak dalece snížil, že by se vnášené střižné síly pro procesy rozptylování již nemohly dodávat. Proto je popřípadě nutné rozdělení celkového množství na dvě účelná dílčí množství. Zřeďovací činidlo má alespoň jednu z komponent reaktivního zřeďovadla (C-l) a monomeru (směsi) (C-2) . Zatímco reaktivní zřeďovadlo v hotové dispersi zůstává nezměněné (a zabudovává se teprve při procesu vytvrzování, je monomerní komponenta po dispergaci ve vodě polymerována a přispívá tímto způsobem již k podílu pevné látky v dispersi.
Do epoxidové pryskyřice (A) se pro výrobu například epoxid-akrylátové disperse při teplotě v rozmezí 60 až 200 °C , výhodně 70 až 120 °C , přidávají monomery (C-2) , eventuelně stabilisované vhodnými, pro odborníky známými inhibitory, a popřípadě reaktivní zřeďovadlo (C-l) , popřípadě účelné dílčí množství, potom popřípadě dispergační činidlo (B) a popřípadě potom organické rozpouštědlo a tato se potom míchá po dobu 15 až 180 minut, výhodně 30 až 90 minut. Podle potřeby se dá po přídavku monomerů (C-2) provést reakce mezi epoxidovou pryskyřicí a monomery, jako například addice karboxylfunkčních nebo aminofunkčních monomerů na epoxidové skupiny nebo roubování na alifatické uhlíkové atomy epoxidových komponent (A) a (C-2) před tím, než se přidá dispergační činidlo.
Potom se pži teplotě v rozmezí 30 až 100 °C , výhodně 50 až 90 °C , nadávkuje za silného míchání odpovídající množství vody (E) v alespoň dvou dávkách, výhodně ve více dílčích množstvích, čímž vznikne vodná disperse. Při tom se mohou rovněž přidat vhodná odpěňovací a odvzdušňovací additiva. Dispergace se provádí účelně za pomoci vhodných dispergačních přístrojů, například pomocí rychloběžného křídlového míchadla, víceimpulsového lopatkového míchadla, koloidního mlýna, homogenisátoru, dissolveru nebo jiných rychlomíchadel s vysokými střižnými silami. Tento postup je velmi detailně popsán v DE-A 41 28 487 .
V případě například epoxy-akrylátových dispersí se nyní v takto získané dispersi epoxidové pryskyřice, obsahující akrylátové monomery a popřípadě reaktivní zřeďovadla, provede při vhodné teplotě eraulsní polymerace. Teplota musí být dostatečně vysoká k tomu, aby se dosáhlo plynulé polymerace, na druhé straně nesmí příliš vysoká teplota ohrozit stabilitu disperse. U redox iniciátorů se výhodně oxidační činidlo zahomogenisovává společně se zřeďovací vodou a redukční činidlo se dávkuje kontinuálně, ovšem všechny myslitelné varianty jsou rovněž podle předloženého vynálezu. Při vyšším množství monomerů, než je potřebné pro dispergaci, se při tom také dávkuje zbytkové množství monomerů (C-2) , přičemž zde je možné cíleně získat core-shell-částice, aby se žádaným způsobem upravily vlastnosti disperse. Výhodné teplotní rozmezí pro emulsní polymeraci je 60 až 90 °C . Kontrola reakce se provádí přes stanovení pevné látky pomocí plynové chromatografie. Nežádoucí vzestup viskosity se může vyrovnat dodatečným nadávkováním vody.
Jako iniciátory emulsní polymerace přicházejí v úvahu iniciace tepelné povahy nebo redox systémy, kreré jsou všechny pro odborníky dobře známé. Tepelné iniciátory jsou peroxidy, hydroperoxidy, perestery a diazosloučeniny, jako je například dibenzoylperoxid , acetylperoxid , benzoylhydroperoxid, terč.-butylhydroperoxid , di-terc.-butylperoxid , lauroylperoxid, butyrylperoxid, diisopropylbenzenhydroperoxid , kumenhydroperoxid , paramenthanhydroperoxid, diacetylperoxid , di-a-kumylperoxid , dipropylperoxid , diisopropylperoxid , isopropyl-terc.-butylperoxid , butylterč.-butylperoxid , dilauroylperoxid , difuroylperoxid , ditrifenylmethylperoxid , bis-(p-methoxybenzoyl)-peroxid , p-monomethoxybenzoylperoxid , rubrenperoxid , askaridolperoxid , terč.-butylperoxybenzoát , diethylperoxytereftalát , propylhydroperoxid , isopropylhydroperoxid , n-butylhydroperoxid , terč.-butylhydroperoxid , cyklohexylhydroperoxid , trans-dekalinhydroperoxid , a-methylbenzylhydroperoxid , a-methyl-a-ethylbenzylhydroperoxid , tetralinhydroperoxid , trifenylmethylhydroperoxid , difenylmethylhydroperoxid , 2,5-dimethyl-2,5-bis-(2-ethylhexanoylperoxy)-hexan , 1,1-bis-(terč.-butylperoxy)-cyklohexan a terc.-butylperbenzoát. Redox systémy mohou být zvoleny z oxidantů, jako je například peroxid vodíku, terč.-butylhydroperoxid a persírany, v kombinaci s redukčními činidly, jako jsou například α-hydroxyketony, kyselina askorbová, hydrazin a siřičitany, hydrogensiřičitany, metasulfity nebo hydrosulfity. Výhodně by se měly používat iniciátory, které negeneruji žádné ionické sloučeniny nebo pouze málo těchto sloučenin, aby se nezvýšila zbytečně citlivost později vy31 pálených filmů, vůči vodě. Obzvláště výhodný redox systém je terč.-butylhydroperoxid/kyseliny askorbová.
V EP-A 0 051 483 jsou nárokované disperse epoxidových pryskyřic jako samoemulgující epoxidové pryskyřice, které obsahují polyalkylenglykol-glycidylether vedle polyepoxidů a aromatických polyolů. Vzhledem k tomu, že alifaticky vázané glycidyletherové skupiny jsou principielně méně reaktivní než aromaticky vázané, může se vycházet z toho, že se ne všechny polyalkylenglykol-glycidyletherové skupiny zabudují do pryskyřice a vyskytují se tedy některé volné. Pro vytvrzení disperse to znamená snížení reaktivity a nepatrné zesítění, spojené s horší oddolností vůči vodě. Tyto výsledky byly v praxi skutečně zjištěny. Aby se této nevýhodě předešlo, muselo by se při syntese pryskyřice nejprve nechat reagovat veškerý polyfenol s polyalkylenglykol-glycidyletherem a zbylý fenolický prepolymer nechet reagovat s dalším polyepoxidem na základní pryskyřici.
Disperse (I) podle předloženého vynálezu jsou sice vybudovány na podobném principu, avšak epoxidové skupiny emulgačně působící sloučeniny (A-4) mají srovnatelnou reaktivitu s polyepoxidy (A-l) , popřípadě (A-4-b). Tím je emulgátor ve větší míře zabudován do pryskyřice a v pryskyřici zbylé koncové epoxidové skupiny omponenty (A-4) nemají žádný negativní vliv na vytvrzovací reakci. Dvoustupňová syntesa pryskyřice, jak je navržená výše, zde není nutná. K tomu se emulgátor (A-4) připraví pomocí známých metod z levných surovin, zatímco syntesa polyalkylenglykol-glycidyletheru je velmi nákladná (oddělování chloridů alkalických kovů od ve vodě rozpustného produktu po reakci polyalkylenglykolů s epichlorhydrinem) . V ideálním pří32 pádě je možno přípravu disperse epoxidové pryskyřice provést, pokud se vychází ze syntesy emulgátoru (A-4) až k dispergaci a popřípadě následující emulsní polymerací v jednom a tom samém reaktoru.
Ve srovnání se samoemulgující pryskyřicí, popsanou v patentovém spise EP-A 0 272 595 , je emulgátor v dispersi podle předloženého vynálezu zabudován ve větší míře, což se například odráží především v podstatně zlepšené oddolnosti vůči vodě a menší střihové citlivosti disperse epoxidové pryskyřice (I) . Nové disperse se mohou mnohem lépe pigmentovat a dají se také mnohem lépe stříkat.
Na druhé straně je možno způsobem podle předloženého vynálezu získat základní pryskyřici, která ve srovnání se flexibilisovanou a cizí látkou emulgovanou pryskyřicí, popsanou v DE-A 41 28 487 nevyžaduje žádnou flexibilisaci pomocí modifikujících sloučenin (A-3) , neboř již zabudovaný emulgátor (A-4) dodatečně vykazuje flexibilisujíci účinky. Přesto se ukázaly disperse (I) podle předloženého vynálezu jako výborně vhodné pro vodné povlaky pro ochranu proti korosi.
Jako nevýhodu ve srovnání s cizí látkou emulgovanými systémy je třeba vidět to, že pryskyřice, které neionogenními strukturami v hlavním polymerním řetězci působí samoemulgačně, dávají principielně disperse s nevhodným poměrem viskosity k pevné látce při stejné velikosti částeček. To znamená, že se zpravidla dosáhne nižšího obsahu pevné látky.. Vhodnou volbou parametrů při syntese emulgátoru (A-4) , totiž molární hmotnosti použitého polyalkylenglykolu, poměru OH : EP a cíleného odchýlení konečného obsahu epoxidových skupin od teoretické hodnoty, se však dají vy33 robit disperse, které jsou ve svých parametrech srovnatelné se systémy podle patentového spisu EP-B 0 272 595 a patentové přihlášky DE-A 41 28 487 .
Výhody takzvaného monomerového postupu za použití vhodných monomerů (C-2) během dispergace jsou podrobně popsané v přihlášce DE-A 43 27 493 . Zde je třeba ještě jednou zdůraznit, že tímto způsobem je možné úspěšně dispergovat také vysokoviskosní pryskyřice, to znamená při vysoké molární hmotnosti a/nebo se zabudovaným emulgátorem.
K tomu je možno získat přímo pro vypalovací sektor rozpouštědel prosté disperse, které poskytují ve srovnání s rozpouštědla obsahujícími dispersemi značné technologické výhody.
U systémů vytvrzujících za teploty místnosti je důležité, aby minimální filmotvorná teplota zůstala pokud možno dlouho pod teplotou substrátu, čímž probíhá koalescence částeček disperse a tím zfilmovatění. Z tohoto důvodu se přímo v této oblasti používají disperse s určitým obsahem rozpouštědel. V tomto případě se rozpouštědlo, které má působit jako koalescenční činidlo, nenahrydí jednoduše monomerem (C-2) , neboť tento se nakonec polymeruje a tím tvoří částice. Z tohoto hlediska je použití epoxyfunkčních reaktivních zřeďovadel (C-l) účelné, neboť tato během tvorby filmu působí jako koalescenční činidlo a potom při vytvrzování je zabudováváno do filmu. Při tom je však třeba vzít v úvahu, že by se mělo na základě bezpečnostně hygienických hledisek dbát při volbě reaktivního zřeďovadla opatrnosti.
Kombinací obou metod je možno vyrobit na míru šité disperse epoxidových pryskyřic, přičemž použití reaktivních zřeďovadel (C-l) má smysl pouze u systémů vytvrzovaných při teplotě místnosti a monomerový způsob slibuje úspěch pro při teplotě místnosti vytvrzované systémy pouze ve spojení s reaktivními zřeďovadly (C-l) a/nebo rozpouštědly. Principielně ale použití popsaných zřeďovacích prostředků ve smyslu předloženého vynálezu není omezené.
Na základě svých uváděných vynikajících technických vlastností, například se zřetelem na přilnavost, velmi vysokou tvrdost, antikorosní účinek, oddolnost vůči vodě a chemikáliím a podobně, se hodí disperse v kombinaci s vhodnými tužidly a přísadami k výrobě povlaků, mezivrstev, nátěrových hmot, tvarovacích hmot a vatvrditelných hmot pro nej různější oblasti použití.
Příkladně se mohou používat k výrobě ochranných a/nebo dekorativních povlaků na nej různějších hrubých a poresních substrátech, jako příkladně dřevo, plasty (příkladně polyethylen, polypropylen a podobně), minerální podklady (příkladně beton a kámen), keramika, sklo, kompositní materiály a předupravené nebo neupravené kovy.
Disperse podle předloženého vynálezu jsou také výborně vhodné pro jednovrstvé lakování. Přilnutá potahová vrstva může zůstat jako taková nezměněná, může ale sloužit jako mezivrstva, tedy jako podklad pro další vrstvy, kterýi mi mohou být opět ty samé nebo jiné obvyklé potahové materiály .
Z epoxid-polyakrylátových dispersí je možno vyrobit při vhodné volbě monomerů (C-2) a popřípadě reaktivních zřeďovadel (C-l) a/nebo rozpouštědel (D) matné bezbarvé laky, jejichž ostatní spektrum vlastností je beze změny výborné (dobrá přilnavost na různé podklady, velmi vysoká tvrdost, dobré oddolnosti a podobně).
Vzhledem ke své dobré ředitelnosti a ke svým vlastnostem jsou vhodné disperse podle předloženého vynálezu také k dodatečnému použiti v elektromáčecím lakování.
Další možností je použití dispersí podle předloženého vynálezu pro výrobu vodou ředitelných lepidel. Také jsou použitelná jako pojivá pro textilní, organické a/nebo anor« ganické materiály. Také mohou sloužit jako přísada k plastovým cementům.
V případě použití jako potahových prostředků, popřípadě jako převážně vodných laků, probíhá aplikace na substrát podle dosavadních metod, jako je například natírání, stříkání, máčení nebo válcování. Povlaky se vytvrzují, pokud není použito tužidlo (II) pro vytvrzování za studená, zahřátím na teplotu 80 až 250 °C po dobu dostatečnou j pro vytvrzení, všeobecně 5 až 60 minut.
Popřípadě potřebná additiva (III) , jakož i další tužidla (II) , pokud jsou tato požadována, se přidávají v takových množstvích, jaká jsou potřebná pro odpovídající účely a která jsou pro odborníky známá. V těchto případech 1 se ponechává rozhodnutí, jaký má být obsah pevné látky a | obsah rozpouštědel, na uživateli.
Příklady provedení vynálezu
Všechny údaje obsahů, procentické obsahy a podíly se týkají hmotnosti, pokud není uvedeno jinak.
Příklad 1
Výroba emulgátorů (A-4)
1.1 Obecný pracovní předpis
Polyethylenglykoly s různou molekulovou hmotností Mw se při teplotě 125 C homogenisují s Beckopox EP 140 (bisfenol A-diglycidylether, obsah epoxidových skupin 5400 mmol(kg /EV-hodnota 185 g/mol/) , smísí se s 0,2 % AnchorR 1040 (BFj-amin-komplex, Air Products) a při pomalu vzrůstající teplotě se reakční směs ponechá tak dlouho,, dokud se nedosáhne požadovaného obsahu epoxidových skupin E . Ochlazením pod teplotu 100 °C .
1.2 Příklady emulgátorů (A-4)
Vyrobí se emulgátory, uvedené v následující tabulce .
Vysvětlivky k tabulce 1 :
Vzorec pro teoretický obsah epoxidových skupin n(OH) : látkové množství hydroxylových skupin n(EP) : látkové množství epoxidových skupin
MW(PEG) : hmotnostní střed molekulové hmotnosti polyethylenglykolu
Příklad 2
Samoemulgující základní pryskyřice (A) typu 1 , 12 % emulgátoru
2.1 Obecný pracovní předpis
Předloží se 58 g odpovídající sloučeniny (A-4) společně s 98 g bisfenolu A a 325 g Beckopox^ EP 140 .
Směs se zahřeje na teplotu 125 °C a reakce se nastartuje
D přidáním 0,4 g Shell Catalyst 1201 . Vlivem exotermie stoupne teplota na asi 160 °C , načež se při této teplotě reakční směs ponechá tak dlouho, až je dosaženo požadovaného konečného obsahu epoxidových skupin.
2.3. Příklady samoemulgujících základních pryskyřic (A) typu 1 .
Vyrobí se základní pryskyřice, uvedené v následující tabulce 2
Tabulka 2
(A) Emulgátor E hcdOta EV
č. (A-4) mmcl/kg g/mol
1 1 1393 I 527
2 2 1942 515
3 3 1965 509
4 4 1394 523
5 3 1953 512
6 6 1905 525
7 7 1930 505
3 3 1398 527
Příklad 3
Disperse (I) typu 1 pro za studená vytvrzované povlaky
Disperse této serie dokládají technickou převahu vůči systémům podle patentového spisu EP 272 595 . Z tohoto důvodu se disperse připravují bez reaktivního zřeďovadla (C) , ale s rozpouštědlem (D) . Srovnávacím příkladem je disperse Beckpox EP 384w (Hoechst AG) , která obsahuje 3 % benzylalkoholu (BZA) a 7 % methoxypropanolu (MOP) jako rozpouštědla (D) .
3.1 Obecný pracovní předpis
Základní pryskyřice se při teplotě 100 °C homogenisuje se 3 díly BZA a 7 díly MOP a potom se za dobrého míchání disperguje za pomalého přidávání vody. Postup dispergace je orientován na popis v přihlášce DE-A 41 28 487 .
3.2 Příklady dispersí (I) typu 1 pro za studená vytvrzované povlaky
Vyrobí se disperse s MOP jako rozpouštědlem, uvedené v následující tabulce 3 .
co
CO
Λ4 r-f n
co
E-i
podíl rozpouštědla vp θ'* cn ca e.° CM Γ* r* lO co' lO 6.6 0*9 <O ri*
hodnota EV 5 c o co ca O e* LO CM CO O O r* co CN CO o o v— o OT CO r— OT O O CM o o o
ω o □C o ε ε r“ CM tf) CO CM co r> cn cn to r* <n o cn cn r* CM σ> CO o OT * o co
velikost ' částeček ε c f-» o ca ta co v co O co CN ot ca eo O ta o o CO ta . CN co LO o r* o o to
viskosita (Λ • ř3 0. O CN cn O o o ’Τ CN O ω CM o ca ca O O ta co o o CO co o o eo •tr o o T o o o
c 5 > +J <D '(0 O. r-l «Τ Cl O CO N· ta ca ca O o· P*· P*i TC r·'. ca' eo ri cn cí ’Τ CM tO
<D O tH >s- £ Q. < - CN co (O * CO Γ** ca 5 o co a. UJ
- CM co lO co r* ca Ή 2 cn
Příklad 4
Provozně technické zkoušky dispersí, získaných podle příkladu 3
4.1 Zkoušení za studená vytvrzovaného laku
Zkouška se provádí ve srovnání s EP 384w s tužidlem BeckpoxR VEH 2133w (Hoechst AG) , zředěným na 40 % . Použije se vždy 100 g disperse. Vytvrzování se provádí při teplotě 21 °C a za relativní vlhkosti vzduchu 34 % . Výsledky zkoušek jsou uvedené v následující tabulce 4 .
I
Vysvětlivky k tabulce 4
Vyhodnocovací škála : 0 = velmi dobrý, 5 = špatný
DZ doba zpracovatelnosti
DP doba použitelnosti
SUP sušení do neulpívání prachu
SN sušení do nelepivosti tvrdost tvrdost zjištěná kyvadlovým přístrojem podle Kóniga (DIN 53 157)
VFT test na oddolnost vůči vodě tvrdost po VFT ; tvrdost se zjišťuje na namočené části zkušebního tělesa po tom, co bylo jeden den sušeno tvrdost v parní komoře : tvrdost se zjišťuje na části zkušebního tělesa, která byla v parní komoře nad potopenou částí při testu na oddolnost vůči vodě po jednodenním sušení
Objasnění zkušebních podmínek
1. Sušení do ulpívání prachu : na film nasypané skleněné perly se nedají po vytvrzení již pinsetou odstranit
Nelepivost : na film nasypané skleněné perly se dají po vytvrzení pinsetou odstranit
3. Doba použitelnosti : po smísení tužidla a disperse se po půl hodinách natřou filmy o tloušťce za mokra 200 gm. Výskyt zákalu ve filmu po vytvrzení ukazuje konec doby zpracovatelnosti.
4. Oddolnost vůči vodě : Filmy o tloušťce za mokra 200 gm , nanesené na skleněné desky, se zkoušejí po skladování ve vodě při teplotě místnosti.
4.2 Zkoušky antikorosního laku s pigmentací disperse.
Výše uvedené systémy se s předběžnými, ještě ne pro pigmentaci disperse pevné pryskyřice optimalisovanými přípravky, podrobí prvnímu screeningu podle následující tabulky 5 , přičemž se použije vždy 100 g disperse.
η tú
Ε-ι
(pokračování
(pokračování
Lf) <ΰ 44 i—ι 3 η δ ε-·
5
S o 1 1
> > > >
co I X X X CM co
o o o o
N « CM >8
> > > >
CO X X X X CM '’Τ
o o O o
> > > >
U3 X Τ' X X CM
o O o o
CM CG
co t « to CM
CM CO Λ
ε o ε CT cm ε υ
-P -P
ω to
o <D
-P -P
> S 0)
0 o >P
44 44
•H X •H X
>P o >P o o ctí
-P o -P o Ή c
cn X to c τη) '0
0 Ό o o 3
CL £ o. £ a ><υ 'Ctí
'>> -P >
ε q 04 c co >to δ
* ® rp r*4 N N
13 0 O o 0 p
cn Q, tfj a P £
to
Vysvětlivky k tabulce 5
4) Vyhodnocovací škála : 0 = velmi dobrý, 5 = špatný m počet bublinek g velikost bublinek *
f.a. vysrážení
7D po 7 dnech j
Systém č. 8 se jeví jako nejlépe vhodný, výhoda
D [ oproti Beckopoxu EP 384w (srovnání) je zřetelně patrná.
Nedostatečná přilnavost veškerých systémů, včetně srovnání se dá podstatně zlepšit použitím jiných, lépe vhodných additiv.
Nápadné je, že systémy, které obsahují emulgátory s vysokomolekulárním polyethylenglykolem, poskytují s odstupem lepší antikorosní ochranu. '

Claims (24)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY ]
    8 n s i ý o ·(·□ ! · ~
    1. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) , vyrobi- — ~ , telná z hmotnostních podílů • (A-l) 50 až 95 % jedné nebo několika epoxidových sloučenin s alespoň dvěma epoxidovými skupinami pro molekulu • a obsahem epoxidových skupin 300 až 11 200 mmol/kg , (A-2) 5 až 50 % aromatického polyolu , (A-3) 0 až 25 % modifikujících sloučenin s alespoň dvěma epoxid-reaktivními skupinami , (A-4) 5 až 25 % jako emulgátorů působícího kondensačního produktu z (A-4-a) alifatického polyolu s hmotnostním středem molární hmotnosti 200 až 20 000 g/mol a (A-4-b) epoxidové sloučeniny s alespoň dvěma epoxidovými sloučeninami pro molekulu a s obsahem epoxidových skupin 500 až 10 000 mmol/kg , * přičemž poměr počtu hydroxylových skupin k počtu epoxidových skupin činí 1 : 2 až 1 ; 10 a obsah epoxidových • skupin těchto kondensačních produktů (A-4) je v rozmezí 100 až 6 700 mmol/kg .
  2. 2.
    Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku
    1, vyznačuj ící se tím, že se pro její výrobu použijí hmotnostní podíly 55 až 85 % epoxidové komponenty (A-l) , 15 až 45 % aromatické polyolové komponenty (A-2) , 1 až 10 % modifikujících sloučenin (A-3) a 10 až
    20 % emulgátoru (A-4) .
  3. 3. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že její obsah epoxidových skupin činí 50 až 2 500 mmol/lg .
  4. 4. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že polyepoxidy (A-l) a (A-4-b) nesou v průměru více než dvě epoxidové skupiny pro molekulu.
  5. 5. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, žepolyepoxidy (A-l) a (A-4-b) mají obsah epoxidových skupin 5 000 až
    10 000 mmol/kg a jsou zvolené ze skupiny zahrnující polyglycidylethery víceraocných alkoholů, fenolů, jejich hydrogenačních produktů a novolaků a polyglycidylestery polykarboxylových kyselin.
  6. 6. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že aromatické polyoly (A-2) jsou zvolené ze skupiny zahrnující dvojmocné a vícemocné fenoly, halogenfenoly a novolaky.
  7. 7. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že sloučeniny (A-3) mají alespoň dvě funkční skupiny, zvolené z hydroxylové skupiny, karboxylové skupiny, anhydridovéskupiny karboxylové kyseliny, aminoskupiny a merkaptoskupiny, které jsou schopné reakce s epoxidovými skupinami a které jsou různé od aromatických polyolů (A-2) .
  8. 8. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že polyoly (A-4-a) jsou zvolené ze skupiny zahrnující hydrofilní polyetherpolyoly a hydrofilní polyesterpolyoly s hmotnostním středem molekulové hmotnosti 600 až 12 000 g/mol, přičemž polyetherpolyoly jsou polyoxyalkylenglykoly se 2 až 4 uhlíkovými atomy v každé alkylové skupině a polyalkylenglykoly obsahují jednotné alkylenové zbytky nebo směsi z alespoň dvou různých alkylenových zbytků a polyesterpolyoly jsou získatelné polykondensací molárního přebytku alifatických diolů se 2 až 12 uhlíkovými atomy s dikarboxylovými kyselinami se 2 až 40 uhlíkovými atomy, které jsou zvolené ze skupiny zahrnující alifatické, cykloalifatické a aromatické dikarboxylové kyseliny, za spolupoužití hydro filních oligomerních nebo polymerních polyoxyalkylenglykolů .
  9. 9. Samoemulgující epoxidová pryskyřice (A) podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že polyoly (A-4-a) jsou hydrofilní polyoly s hmotnostním středem molekulové hmotnosti 600 až 12 000 g/mol , přičemž polyoly jsou zvolené z polyesterpolyolů, polyakrylátpolyolů, polykarbonátpolyolů a polyurethanpolyolů, které mají obsah funkčních skupin 10 až 5 000 mmol/kg a které mohou ve vodě tvořit ionty.
  10. 10. 1 ,
    Samoemulgující epoxidová pryskyřice vyznačující se tím, (A) podle nároku že polyoly (A-4-a)m jsou zvolené ze skupiny alifatických polyetherpolyolů s hmotnostním podílem alespoň 20 % oxyethylenových skupin v oxyalkylenových skupinách.
  11. 11. Stabilní vodná disperse epoxidové pryskyřice, obsahující hmotnostně :
    (A) 30 až 90 % , výhodně 40 až 85 % epoxidové pryskyřice podle nároku 1 ;
    (B) 0 až 20 % tensidu, výhodně neionogenního tensidu ;
    (C) 0 až 20 % reaktivního zřeďovadla, zvoleného z jedné nebo několika sloučenin ze skupiny zahrnující (C-l) nízkomolekulární, kapalné epoxyfunkční sloučeniny a (C-2) polymery z ethylenicky nenasycených, jinak inertních nebo popřípadě funkčních monomerů, schopných radikálové poíymerace, popřípadě kopolymerace ;
    (D) 0 až 25 % inertního organického rozpouštědla a (E) 5 až 70 % vody , přičemž suma hmotnostních podílů činí 100 % .
  12. 12. Stabilní vodná disperse epoxidové pryskyřice podle nároku 11 , vyznačující se tím, že její hmotnostní podíl pevné látky činí 30 až 90 % .
  13. 13. Disperse epoxidové pryskyřice, vhodná pro vytvrzování při teplotě místnosti, podle nároku 11 , vyznačující se tím, že obsah epoxidových skupin epoxidové pryskyřice (A) je v rozmezí 1 000 až 2 500 mmol/kg ,
  14. 14. Disperse epoxidové pryskyřice, vhodná pro vytvrzování za tepla, podle nároku 11 , vyznačující se tím, že obsah epoxidových skupin epoxidové pryskyřice (A) je v rozmezí 50 a méně než 1 700 mmol/kg .
  15. 15. Vodná disperse epoxidové pryskyřice podle nároku 11 , vyznačující se tím, že ethylenicky nenasycené monomery (C-2) obsahují hmotnostní podíl 2,5 až 25 % glycidylové skupiny obsahujících monomerů.
  16. 16. Vodná disperse epoxidové pryskyřice podle nároku 11 , vyznačující se tím, že sloučeniny (C-l) jsou zvolené z monoglycidyletherů a diglycidyletherů nízkomolekulárních alifatických a aromatických hydroxylových sloučenin, z diglycidyletherů polyalkylenglykolů s molekulovou hmotností pod 1 000 g/mol a z monoglycidylesterů a diglycidylesterů alifatických rozvětvených nebo nerozvětvených monokarboxylových a dikarboxylových kyselin se 2 až 40 uhlíkovými atomy.
  17. 17. Použití epoxidové skupiny obsahujících kondensačních produktů (A-4) , vyrobitelných z (A-4-a) alifatického polyolu s hmotnostním středem molekulové hmotnosti Mw 200 až 2 000 g/mol a (A-4-b) epoxidové sloučeniny s alespoň dvěma epoxidovými skupinami pro molekulu a s obsahem epoxidových skupin 500 až 10 000 mmol/kg , přičemž poměr počtu hydroxylových skupin k počtu epoxidových skupin je 1 : 2 až 1 : 10 a obsah epoxidových skupin těchto kondensačních produktů (A-4) činí 100 až 6 700 mmol/kg , jako emulgátoru pro epoxidové pryskyřice pro výrobu vodných dispersí.
  18. 18. Způsob výroby vodných dispersí epoxidových pryskyřic (I) podle nároku 11 , vyznačující se tím, že se v prvním kroku vyrobí emulgátor (A-4) , ve druhém kroku se vyrobí epoxidová pryskyřice (A) za přítomnosti emulgátoru (A-4) kondensací komponent (A-l) , (A-2) a (A-3) při zvýšené teplotě v rozmezí 100 až 220 °C a za přítomnosti katalysátorů kondensace, zvolených ze skupiny sloučenin, zahrnující organické fosfiny, organické fosfoniové soli, organické aminy, organické amoniové soli, Lewisovy kyseliny a Lewisovy base, ve třetím kroku se při teplotě v rozmezí 60 až 200 °C přidá reaktivní zřeďovací činidlo (C-l) , ve čtvrtém kroku se zahomogenisuje dispergační činidlo (B) a rozpouštědlo (D) a konečně se v pátém kroku po částech v alespoň dvou porcích nadávkuje voda .
  19. 19. Způsob výroby akrylátem modifikované vodné disperse epoxidové pryskyřice podle nároku 11 , vyznačující se tím, že se v prvním kroku vyrobí emulgátor (A-4) , ve druhém kroku se vyrobí epoxidová pryskyřice (A) za přítomnosti emulgátoru (A-4) kondensací komponent (A-l) , (A-2) a (A-3) při zvýšené teplotě v rozmezí 100 až 220 °C a za přítomnosti karalysátorů kondensace, zvolených ze skupiny sloučenin, zahrnující organické fosfiny, organické fosfoniové soli, organické aminy, organické amoniové soli, Lewisovy kyseliny a Lewisovy base, ve třetím kroku se při teplotě v rozmezí 60 až 200 °C přidá zřeďovací činidlo (C) , kreré obsahuje alespoň hmotnostní podíl 10 % monomeru (C-2) , schopného radikálové polymerace, ve čtvrtém kroku se přidá dispergační činidlo (B) a rozpouštědlo (D) a zahomogenisují se, v pátém kroku se po částech přidá v alespoň dvou porcích voda a konečně se v šestém kroku po přídavku radikálového iniciátorového systému polymerují monomery (C-2) postupem emulsní polymerace.
  20. 20. Způsob podle nároku 19 , vyznačující se tím, že hmotnostní poměr epoxidové pryskyřice (A) ku addičním polymerům z polymerace sloučenin (C-2) je v rozmezí 100 : 1 až 20 : 80 .
  21. 21. Vodné potahové prostředky, obsahující hmotnostně (I) 40 až 90 % vodné disperse epoxidové pryskyřice podle nároku 11 , (II) 10 až 60 % vodného vytvrzovacího činidla a (III) 0 až 40 % obvyklých additiv, plnidel, pigmentů a katalysátorů.
  22. 22. Použití vodných potahových prostředků podle nároku 21 pro výrobu potahových prostředků na dřevo, minerální podklady, keramiku, kovy, sklo, plastické hmoty, kompositní materiály a tkaniny.
  23. 23. Použití vodných potahových prostředků podle nároku 21 jako lepidel.
  24. 24. Použití vodných potahových prostředků podle nároku 21 jako antikorosních povlaků na kovových podkladech.
CZ961651A 1995-06-08 1996-06-06 Self-emulsifying aqueous dispersions of epoxy resins CZ165196A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19520854A DE19520854A1 (de) 1995-06-08 1995-06-08 Selbstemulgierende wäßrige Epoxidharzdispersionen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ165196A3 true CZ165196A3 (en) 1996-12-11

Family

ID=7763871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ961651A CZ165196A3 (en) 1995-06-08 1996-06-06 Self-emulsifying aqueous dispersions of epoxy resins

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5908902A (cs)
EP (1) EP0747413B1 (cs)
JP (1) JPH093155A (cs)
KR (1) KR970001404A (cs)
AT (1) ATE188715T1 (cs)
CA (1) CA2178554A1 (cs)
CZ (1) CZ165196A3 (cs)
DE (2) DE19520854A1 (cs)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19536608A1 (de) * 1995-09-30 1997-04-03 Hoechst Ag Emulgatorsystem für wasserverdünnbare Epoxidharzsysteme mit Topfzeit-Anzeige
DE19830283A1 (de) * 1998-07-07 2000-01-13 Henkel Kgaa Selbstdispergierbare härtbare Epoxidharze
DE19830282A1 (de) * 1998-07-07 2000-01-13 Henkel Kgaa Selbstdispergierbare härtbare Epoxidharze
US6143809A (en) * 1998-07-17 2000-11-07 Shell Oil Company Process to prepare aqueous dispersions of epoxy resins
DE19858920A1 (de) 1998-12-19 2000-06-21 Cognis Deutschland Gmbh Selbstdispergierbare härtbare Epoxidharze
WO2000071337A1 (en) * 1999-05-26 2000-11-30 Henkel Corporation Autodeposition coatings and process therefor
US6331583B1 (en) * 2000-04-04 2001-12-18 Air Products And Chemicals, Inc. Acid catalyzed polymerization of aqueous epoxy resin emulsions and uses thereof
DE10119141A1 (de) * 2001-04-19 2002-10-24 Cognis Deutschland Gmbh Wäßrige Beschichtungszusammensetzungen auf Basis selbst-dispergierender Epoxidharze
US6800717B2 (en) 2001-05-23 2004-10-05 Air Products And Chemicals, Inc. Acid catalyzed copolymerization of water and epoxy resin and uses thereof
WO2003076536A1 (en) * 2002-03-08 2003-09-18 Valspar Sourcing, Inc Polymerization of a reactive diluent in the presence of an epoxy-amine material, and coating compositions prepared thereby
DE60314734T2 (de) * 2002-03-08 2008-03-06 Valspar Sourcing, Inc., Minneapolis Beschichtungen mit niedrigem gehalt an flüchtigen organischen verbindungen
DE10326147A1 (de) 2003-06-06 2005-03-03 Byk-Chemie Gmbh Epoxid-Addukte und deren Salze als Dispergiermittel
JP3685791B2 (ja) * 2003-08-08 2005-08-24 日東電工株式会社 鋼板用貼着シート
FR2861721B1 (fr) * 2003-11-05 2006-01-27 Saint Gobain Isover Composition d'encollage pour produit isolant a base de laine minerale et produits resultants
DE102007005720A1 (de) 2007-01-31 2008-08-07 Byk-Chemie Gmbh Epoxid-Amin-Addukte als Dispergier- und Netzmittel
DE102007029531A1 (de) * 2007-06-25 2009-01-08 Hexion Specialty Chemicals Gmbh Harzdispersion
WO2009036790A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 Henkel Ag & Co. Kgaa Primer compositions for adhesive bonding systems and coatings
DE102007059969A1 (de) * 2007-12-11 2009-06-18 Henkel Ag & Co. Kgaa Stabile wässrige Epoxid-Harz Dispersion enthaltend Phenolharze zur autophoretischen Beschichtung von Metallen
EP2070984A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-17 Hexion Specialty Chemicals Research Belgium S.A. Epoxy-phenolic resins co-dispersions
JP4994305B2 (ja) * 2008-06-03 2012-08-08 横浜ゴム株式会社 高熱伝導性エポキシ樹脂系組成物
BR112012007770A2 (pt) * 2009-10-07 2019-09-24 Dow Global Technologies Llc método para preparar uma resina epóxi sólida na forma de um particulado discreto e resina epóxi sólida
EP2333000A1 (de) 2009-12-11 2011-06-15 BYK-Chemie GmbH Polyethermodifizierte Epoxid-Amin-Addukte als Netz- und Dispergiermittel
WO2011146304A1 (en) * 2010-05-19 2011-11-24 Huntsman Advanced Materials Americas Llc Novel epoxy resins for solvent-free waterborne emulsions
IT1402349B1 (it) * 2010-09-15 2013-08-30 Lamberti Spa Composizioni per la patinatura della carta
US9890130B2 (en) 2013-02-15 2018-02-13 Empire Technology Development Llc Phenolic epoxy compounds
US9868683B2 (en) 2013-06-13 2018-01-16 Empire Technology Development Llc Multi-functional phenolic resins
EP3077364A4 (en) 2013-12-02 2017-11-08 Empire Technology Development LLC Novel gemini surfactants and their use
BR112017006651B1 (pt) * 2014-10-10 2022-09-13 Dow Global Technologies Llc Composição surfactante funcionalizada com epóxi, composição de resina epóxi, e, composição de dispersão de epóxi à base de água
CN104788626B (zh) * 2015-03-31 2017-06-23 中科院广州化学有限公司 一种水热敏感型改性环氧丙烯酸酯及其制备方法和应用
EP3505550B1 (de) * 2017-12-27 2022-06-22 Evonik Operations GmbH Netz- und dispergiermittel mit rheologischer eigenschaft
CN108251031A (zh) * 2017-12-29 2018-07-06 常州思宇知识产权运营有限公司 一种抗拉伸型拼板胶
US20220290001A1 (en) * 2019-09-04 2022-09-15 Rhodia Operations Self-emulsifying epoxy composition and the coating composition prepared from the same
MX2022005944A (es) * 2019-11-18 2022-06-27 Basf Se Emulsionantes para resinas epoxidicas, dispersiones acuosas de resinas epoxidicas que comprenden los mismos, y metodos para su preparacion.
CN112266753A (zh) * 2020-10-09 2021-01-26 合肥精特仪表有限公司 一种含水测量装置用密封胶
CN114133307B (zh) * 2022-01-05 2022-12-09 河北京煤太行化工有限公司 一种环保型乳化炸药

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421906A (en) * 1982-10-15 1983-12-20 Texaco Inc. Water-based epoxy resin coating composition
DE3643751A1 (de) * 1986-12-20 1988-06-23 Hoechst Ag Stabile waessrige epoxidharz-dispersionen, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
DE3820301A1 (de) * 1988-06-15 1989-12-21 Hoechst Ag Stabile waessrige epoxidharz-dispersion, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
US4906711A (en) * 1988-07-29 1990-03-06 General Electric Company Low viscosity epoxy resin compositions
DE4128487A1 (de) * 1991-08-28 1993-03-04 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von waessrigen epoxidharz-dispersionen
DE4327493A1 (de) * 1993-08-16 1995-02-23 Hoechst Ag Wäßrige, modifizierte Epoxidharz-Dispersionen
DE4405148C1 (de) * 1994-02-18 1995-05-11 Herberts Gmbh Wäßrige einkomponentige Überzugsmittel und deren Verwendung
US5500461A (en) * 1995-04-19 1996-03-19 Shell Oil Company Stable waterborne epoxy resin dispersion containing micronized DICY

Also Published As

Publication number Publication date
DE59604152D1 (de) 2000-02-17
EP0747413A3 (de) 1997-05-02
KR970001404A (ko) 1997-01-24
EP0747413B1 (de) 2000-01-12
ATE188715T1 (de) 2000-01-15
JPH093155A (ja) 1997-01-07
EP0747413A2 (de) 1996-12-11
CA2178554A1 (en) 1996-12-09
US5908902A (en) 1999-06-01
DE19520854A1 (de) 1996-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ165196A3 (en) Self-emulsifying aqueous dispersions of epoxy resins
US5925694A (en) Epoxy and epoxy-polyacrylate dispersions containing reactive diluent processes for their production and their use
US5708059A (en) Stable, aqueous epoxy resin dispersions, processes for their preparation, and their use
US5539023A (en) Curing agents for aqueous epoxy resin dispersions
US5236974A (en) Process for the preparation of aqueous epoxy resin dispersions
JP6576902B2 (ja) 水性エポキシ樹脂分散液
US5612394A (en) Aqueous, modified epoxy resin dispersions
US5942563A (en) Aqueous dispersed acrylic-epoxy, branched epoxy protective coatings
US5459180A (en) Polyol/epoxy adducts for use as emulsifier for liquid epoxy resins
US5708058A (en) Aqueous coating composition based on low-solvent modified epoxy resin dispersions
CA2280409C (en) Aqueous coating composition and process
JP2002533491A (ja) 自己分散性硬化性エポキシ樹脂
JPH0859959A (ja) 変性されたエポキシ樹脂水性分散物
JPH093398A (ja) 水性コーティング組成物中の硬化剤としての2−シアノイミノテトラヒドロ− 1h−1,3,5− トリアジンの使用方法
DE4436094A1 (de) Stabile, wäßrige Epoxidharz-Dispersion, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
WO2021042285A1 (en) Self-emulsifying epoxy composition and the coating composition prepared from the same