PL201046B1 - Sposób sieciowania kompozycji epoksydowej oraz kompozycja epoksydowa - Google Patents

Abstract

Sposób sieciowania kompozycji epoksydowej otrzymanej przez zmieszanie ciekłej żywicy epoksydowej z utwardzaczem jako czynnikiem sieciującym i z innymi składnikami jak napełniacze, barwniki lub pigmenty i substancjami pomocniczymi, charakteryzuje się tym, że jako czynnik sieciujący stosuje się ciecz jonową będącą halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu w ilości od 0,1 do 30 części wagowych na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej, po czym sieciuje się kompozycję epoksydową w temperaturze 190°C. Kompozycja epoksydowa według wynalazku, zawierająca ciekłą żywicę epoksydową, utwardzacz jako czynnik sieciujący oraz inne składniki jak napełniacz, barwniki lub pigmenty i substancje pomocnicze, charakteryzuje się tym, że zawiera jako czynnik sieciujący od 0,1 do 30 części wagowych cieczy jonowej będącej halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu, na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej.

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201046 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 360857 (51) Int.Cl.

C08G 59/40 (2006.01) C08L 63/00 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 25.06.2003 (54) Sposób sieciowania kompozycji epoksydowej oraz kompozycja epoksydowa (73) Uprawniony z patentu:

Politechnika Szczecińska,Szczecin,PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:

27.12.2004 BUP 26/04 (72) Twórca(y) wynalazku:

Tadeusz Spychaj,Szczecin,PL Krzysztof Kowalczyk,Szczecin,PL Ewa Janus,Szczecin,PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.03.2009 WUP 03/09 (74) Pełnomocnik:

Renata Zawadzka, Dział Patentów i Transferu Technologii, Politechniki Szczecińskiej (57) Sposób sieciowania kompozycji pokkyddowejorryymanej preezzmieszanie ciekłej yywiyy eooksydowej z utwardzaczem jako czynnikiem sieciującym i z innymi składnikami jak napełniacze, barwniki lub pigmenty i substancjami pomocniczymi, charakteryzuje się tym, że jako czynnik sieciujący stosuje się ciecz jonową będącą halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu w ilości od 0,1 do 30 części wagowych na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej, po czym sieciuje się kompozycję epoksydową w temperaturze 190°C. Kompozycja epoksydowa według wynalazku, zawierająca ciekłą żywicę epoksydową, utwardzacz jako czynnik sieciujący oraz inne składniki jak napełniacz, barwniki lub pigmenty i substancje pomocnicze, charakteryzuje się tym, że zawiera jako czynnik sieciujący od 0,1 do 30 części wagowych cieczy jonowej będącej halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu, na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej.

PL 201 046 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób sieciowania kompozycji epoksydowej oraz kompozycja epoksydowa o długim czasie przechowywania.

Znany sposób sieciowania żywicy epoksydowej według opisu patentowego JP 5012915 polega na wymieszaniu składników jak ciekła żywica epoksydowa z bisfenolu A, eteru krezylowoglicydylowego oraz proszku srebra. Uzyskuje się klej przewodzący prąd elektryczny. Czas życia takiej kompozycji kleju epoksydowego wynosi trzy doby. W artykule Shorpe'a L.H i Chandrossa E.A., opublikowanym w czasopiśmie „Adhesion London 1983, 7 str. 1-38 stwierdzono, że 2-etylo-4 metyloimidazol jak i inne rozpuszczalne w żywicy epoksydowej imidazole są zbyt reaktywne, aby mogły być stosowane w jednoskładnikowych kompozycjach stabilnych w temperaturze pokojowej. Z kolei wadą znanych sposobów sieciowania żywic epoksydowych za pomocą adduktów BF3 z aminami, na przykład z etyloaminą, jest ich występowanie w stanie stałym, jak wynika z monografii Brojer Z., Hertz. Z., Penczek P. „Żywice epoksydowe WNT Warszawa 1982 r.

Znana jest z opisu patentowego PL 138 339 kompozycja epoksydowa o wydłużonym czasie przechowywania zawierająca jako utwardzacz od 1 do 20% wagowych adduktu trifluorku boru i drugorzędowej aminy podstawionej co najmniej jednym łańcuchem alifatycznym, który w pozycji β i/lub γ i/lub δ i/lub ε podstawiony jest grupą o charakterze zasady Lewisa. Grupę tę stanowi grupa aminowa podstawiona rodnikiem alkilowym zawierającym atomy węgla, lub rodnikiem aryloalkilowym, lub rodnikiem arylowym lub atomem wodoru. Grupę Lewisa stanowi również grupa alkoksylowa lub aryloksylowa, lub grupa hydroksylowa, lub grupa alkilotiolowa lub arylotiolowa.

Sposób sieciowania kompozycji epoksydowej według wynalazku, otrzymanej przez zmieszanie ciekłej żywicy epoksydowej z utwardzaczem jako czynnikiem sieciującym i z innymi składnikami jak napełniacze, barwniki lub pigmenty i substancjami pomocniczymi, charakteryzuje się tym, że jako czynnik sieciujący stosuje się ciecz jonową będącą halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu w ilości od 0,1 do 30 części wagowych na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej. Następnie kompozycję epoksydową sieciuje się w temperaturze 190°C. Korzystnie jako anion halogenowy soli stosuje się ugrupowanie tetrafluoroboranowe BF4, bromkowe Br lub chlorkowe Cl. Korzystnie w kationie imidazoliowym podstawnikiem N-alkilowym jest grupa etylowa, butylowa, heksylowa lub oktylowa. Korzystnie jako halogenową sól alkilowej pochodnej imidazolu stosuje się tetrafluoroboran 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub tetrafluoroboran 1-etylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub bromek 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy.

Kompozycja epoksydowa według wynalazku, zawierająca ciekłą żywicę epoksydową, utwardzacz jako czynnik sieciujący oraz inne składniki jak napełniacz, barwniki lub pigmenty i substancje pomocnicze, charakteryzuje się tym, że zawiera jako czynnik sieciujący od 0,1 do 30 części wagowych cieczy jonowej będącej halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu, na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej. Korzystnie anionem halogenowym soli jest ugrupowanie tetrafluoroboranowe BF4-, bromkowe Br lub chlorkowe Cl, zaś w kationie imidazoliowym podstawnikiem N-alkilowym jest grupa etylowa, butylowa, heksylowa lub oktylowa. Korzystnie halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu jest tetrafluoroboran 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub tetrafluoroboran 1-etylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub bromek 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy.

Kompozycja według wynalazku charakteryzuje się długim czasem życia w temperaturze pokojowej, powyżej pół roku od chwili sporządzenia, a do jej sporządzenia używa się komponentów w stanie ciekłym. W ciągu kilku godzin w temperaturze podwyższonej ulega sieciowaniu w masie lub w cienkich warstwach, co predestynuje ją do takich zastosowań jednostkowych jak jednoskładnikowe kleje, zalewy i materiały powłokowe.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładach realizacji.

P r z y k ł a d I g ciekłej żywicy epoksydowo dianowej Epidian 6 miesza się w temperaturze pokojowej z 0,5 g ciekłego tetrafluoroboranu 1-butylo-3-metylo-imidazoliowego. Próbkę dzieli się na trzy części. Jedną próbkę pozostawia się w temperaturze pokojowej, drugą próbkę poddaje się sieciowaniu w formie teflonowej, a trzecią próbkę nakłada się pędzlem na odtłuszczoną, ocynkowaną blachę stalową. Próbki poddaje się obserwacji w czasie. W przypadku pierwszej próbki stwierdza się, że mieszanina nie zmieniła swojej lepkości w temperaturze otoczenia, po 6-ciu miesiącach od chwili sporządzenia. Z drugiej próbki uzyskuje się transparentny odlew o barwie jasnobrązowej, po upływie 6,5 godziny od

PL 201 046 B1 chwili sporządzenia, w temperaturze 190°C. Z trzeciej próbki uzyskuje się transparentną powłokę lakierową z połyskiem, po upływie 4,5 godzin, w temperaturze 190°C.

Analiza procesu DSC sieciowania tej kompozycji epoksydowej wykazuje intensywny pik egzotermiczny, w zakresie 265-300°C, z temperaturą szczytu egzotermicznego 290°C.

P r z y k ł a d II g ciekłej epoksydowej żywicy dianowej, Epidian 6, miesza się w temperaturze pokojowej z 2,5 g ciekłego tetrafluoroboranu 1-butylo-3-metylo-imidazoliowego. Składniki kompozycji miesza się i ogrzewa w temperaturze 90°C przez 15 minut. Następnie jeszcze raz miesza się manualnie. Kompozycję dzieli się na dwie części, jedną poddaje się sieciowaniu w temperaturze 190°C, drugą nakłada się pędzlem na odtłuszczoną, ocynkowaną blachę stalową. Próbki poddaje się obserwacji w czasie. W przypadku pierwszej próbki uzyskuje się, brązowy odlew po upływie 7 godzin od chwili sporządzenia, w temperaturze 190°C. Z próbki drugiej uzyskuje się powłokę transparentną brązowo zabarwioną z połyskiem, po 4,5 godzinach od chwili sporządzenia, w temperaturze 190°C.

Analiza procesu DSC sieciowania tej kompozycji epoksydowej wykazuje dwa piki egzotermiczne w zakresie 170-259°C z pierwszą temperaturą szczytu egzotermicznego 200°C oraz 260-289°C, z drugą temperaturą szczytu egzotermicznego 278°C.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sieciowania kompozycji epoksydowej otrzymanej przez zmieszanie ciekłej żywicy epoksydowej z utwardzaczem jako czynnikiem sieciującym i z innymi składnikami jak napełniacze, barwniki lub pigmenty i substancjami pomocniczymi, znamienny tym, że jako czynnik sieciujący stosuje się ciecz jonową będącą halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu w ilości od 0,1 do 30 części wagowych na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej, po czym sieciuje się kompozycję epoksydową w temperaturze 190°C.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że anionem soll jest ugrupowanie tetrafluoroboranowe BF4, bromkowe Br lub chlorkowe Cl.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w kationie imidazoliowym podstawnikiem N-alkilowym jest grupa etylowa, butylowa, heksylowa lub oktylowa.
4. 4. Sp^c^^(^t^w^c^łLU3Z£^^tr^^. 1, znamiennytym, że halogenową sdą alkiiowej pochod nej i rmc^r^^c^lu jest tetrafluoroboran 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub tetrafluoroboran 1-etylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub bromek 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy.
5. 5. Kompozycja epoksydowa zawierająca ciekłą żywicę epoksydową, jako czynnik sieciujący oraz inne składniki jak napełniacz, barwniki lub pigmenty i substancje pomocnicze, znamienna tym, że zawiera jako czynnik sieciujący od 0,1 do 30 części wagowych cieczy jonowej będącej halogenową solą alkilowej pochodnej imidazolu, na 100 części wagowych ciekłej żywicy epoksydowej.
6. 6. Kompozycja według zasł:rz. 6, znamienna tym, że anionem halogenowym soll jess ugrupowanie tetrafluoroboranowe BF4- bromkowe Br lub chlorkowe Cl·.
7. 7. K(^rm^⁽^^'^^c^j^£j według zas^z. 6, znamienna t^r^, że w kationie imidazollowym N-alkilowym jest grupa etylowa, butylowa, heksylowa lub oktylowa.
8. 8. Kc^rm:^(^^c^^c^j^£j według zas^z. 6, znamienna tym, że halogenową sdą alkiiowej pochodnce iml· dazolu jest tetrafluoroboran 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub tetrafluoroboran 1-etylo-3-metylo-imidazoliowy i/lub bromek 1-butylo-3-metylo-imidazoliowy.