PL62519B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 5.YI.1971 62519 KI. 39 b5, 45/04 MKP C 08 g, 45/04 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Piotr Penczek, Henryk Staniak Wlasciciel patentu: Instytut Tworzyw Sztucznych, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania kompozycji epoksydowo-polisiarczkowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia termoutwardzalnych kompozycji epoksydowo- .-polisiarczkowych przeznaczonych glównie do ce¬ lów elektroizolacyjnych — do zalewania i impre¬ gnacji.Znane sa bardzo liczne elastyczne kompozycje epoksydowe zarówno utwardzane w temperaturze pokojowej, jak tez — w temperaturach podwyzszo¬ nych. Jako srodek uelastyczniajacy lub utwardzacz uelastyczniajacy stosuje sie poliestry z grupami karboksylowymi lub bezwodnikowymi na koncach lancuchów, poliglikole, glikole i kwasy dwukarbo- ksylowe o dlugim lancuchu alifatycznym, poliete- rodwuaminy, poliaminoamidy,- etery dwuglicydylo¬ we glikoli, poliglikoli i poliuretanów, estry dwugli- cydylowe i polibezwodniki kwasów dwukarboksy- lowych o dlugim lancuchu alifatycznym oraz cie¬ kle polisiarczki z koncowymi grupami merkapta- nowymi, zwlaszcza otrzymane przewaznie z wielo¬ siarczku sodu i dwu- (2-chloroetylo)formalu. Cie¬ kle polisiarczki stosuje sie w ilosci do 300 czesci wagowych na 100 czesci wagowych zywicy epoksy¬ dowej, zawsze lacznie z aminami jako utwardza¬ czami zywic epoksydowych; utwardzanie nastepuje w temperaturze pokojowej.Znane kompozycje skladajace sie z zywic epo¬ ksydowych, amin jako utwardzaczy i cieklych po¬ lisiarczków jako srodka uelastyczniajacego odzna¬ czaja sie wprawdzie duza elastycznoscia, niska temperatura zeszklenia i dobrymi wlasnosciami 10 15 20 25 30 technologiczno-przetwórczymi, ale wykazuja nieko¬ rzystne wlasnosci dielektryczne i starzeniowe w pod¬ wyzszonych temperaturach oraz stosunkowo duza chlonnosc wody.Zadna sposród znanych uelastycznionych kompo¬ zycji epoksydowych nie posiada równoczesnie na¬ stepujacych wlasnosci: niska temperatura zeszkle¬ nia, duza elastycznosc w szerokim zakresie tempe¬ ratur, niezbyt wysoka temperatura i krótki czas utwardzania, dobre wlasnosci dielektryczne w pod¬ wyzszonych temperaturach i mala chlonnosc wody.Obecnie stwierdzono, ze kompozycje epoksydowo- -polisiarczkowe laczace w sobie po utwardzeniu wszystkie wymienione powyzej korzystne wlasci¬ wosci uzyskuje sie przez zmieszanie zywicy epo¬ ksydowej z cieklym polisiarczkiem, zawierajacym na koncach czasteczek cykliczne ugrupowania bez- wodnikowe.Ciekle polisiarczki z cyklicznymi ugrupowaniami bezwodnikowymi na koncach czasteczek, stosowa¬ ne w sposobie wedlug wynalazku, uzyskuje sie przez ogrzewanie cieklego polisiarczku, zawierajacego koncowe grupy merkaptanowe, najkorzystniej otrzy¬ manego glównie z wielosiarczku sodu i bis-(2-chlo- roetylo)formalu, z bezwodnikiem kwasowym za¬ wierajacym wiazanie nienasycone, najkorzystniej z bezwodnikiem maleinowym.Kompozycje wedlug wynalazku skladaja sie prze¬ de wszystkim z zywicy epoksydowej i cieklego 625193 polisiarczku z koncowymi grupami bezwodniko- wymi.W kompozycjach wedlug wynalazku mozna stoso¬ wac rózne zywice epoksydowe- zarówno etery gli- cydowe, jak tez zywice cykloalifatyczne. Jako zy¬ wice epoksydowe w kompozycjach wedlug wyna¬ lazku stosuje sie zwiazki i zywice, zawierajace w czasteczce srednio wiecej niz jedna grupe epo¬ ksydowa zwiazana bezposrednio z pierscieniem cykloheksanowym, bicyklo (2.2.1) heptanowym lub cyklopentanowym, wystepujaca w postaci eteru glicydylowego, w postaci grupy epoksyetylowej po¬ laczonej z lancuchem lub pierscieniem weglowodo¬ rowym, albo w postaci grupy epoksyetylenowej w lancuchu weglowodorowym.Przykladem zywic epoksydowych stosowanych w kompozycjach wedlug wynalazku sa malocza- steczkowe i srednioczasteczkowe zywice z dianu i epichlorohydryny, epoksynowolaki (produkty re¬ akcji nowolaków z epichlorohydryna), ester 3, 4-epoksy-6-metylocykloheksylometylowy kwasu 3, 4, -epoksy-6-metylocykloheksanokarboksylowego oraz epoksydowane oligomery butadienu.W kompozycjach epoksydowo-polisiarczkowych wedlug wynalazku, nie zawierajacych innych utwar¬ dzaczy i srodków uelastyczniajacych, ciekly poli¬ siarczek, zawierajacy na koncach czasteczek grupy bezwodnikowe, stosuje sie najkorzystniej w ilosci zblizonej do stechiometrycznej, a mianowicie w ilo¬ sci, odpowiadajacej uzyciu 0,8—1,0 moli grup bez- wodnikowych na 1 mol grup epoksydowych zy¬ wicy.Jezeli elastycznosc uzyskiwana przez utwardzanie zywicy epoksydowej samym polisiarczkiem, zawie¬ rajacym na koncach czasteczek grupy bezwodniko¬ we, jest zbyt duza do okreslonego zastosowania, stosuje sie ten polisiarczek w mieszaninie z innymi utwardzaczami, najkorzystniej z bezwodnikami kwasowymi, a zwlaszcza z bezwodnikami kwaso¬ wymi o niskiej temperaturze topnienia lub ciekly¬ mi: z bezwodnikiem metylo-endo-metylenoczterowo- doroftalowym, szesciowodoroftalowym, dodecenylo- bursztynowym, ftalowym lub maleinowym. Mozna takze stosowac ciekle lub niskotopliwe stopy tych bezwodników ze soba lub z innymi bezwodnikami kwasowymi.W zaleznosci od pozadanego stopnia uelastycznie¬ nia stosunek ilosci cieklego polisiarczku z koncowy¬ mi ugrupowaniami bezwodnikowymi do ilosci bez¬ wodnika kwasowego wynosi od 0,005 :1 do 10 :1.Stosunek lacznej ilosci grup bezwodnikowych w po¬ lisiarczku i w bezwodniku kwasowym stosowanym jako dodatkowy utwardzacz do ilosci grup epoksy¬ dowych w zywicy winien byc zblizony do stechio- metrycznego lub nieco mniejszy od stechiometrycz- nego.Korzystny zespól wlasnosci technologiczno- prze¬ twórczych, mechanicznych i dielektrycznych maja kompozycje wedlug wynalazku, w których jako do¬ datkowy utwardzacz stosuje sie polibezwodnik ali¬ fatycznego kwasu dwukarboksylowego, zwlaszcza polibezwodnik azelainowy. Stosunek ilosci poli¬ siarczku z koncowymi ugrupowaniami bezwodniko¬ wymi do ilosci polibezwodnika kwasowego moze wynosic od 0,005 :1 do 10 :1. 62519 4 W kompozycjach wedlug wynalazku, zawieraja¬ cych jako dodatkowe utwardzacze bezwodniki kwa¬ sowe i polibezwodniki poza uelastyczniajacym dzia¬ laniem polisiarczków z koncowymi ugrupowaniami 5 bezwodnikowymi korzystny jest przyspieszajacy wplyw tych polisiarczków na proces utwardzania, dzieki czemu mozliwe jest obnizenie temperatury i skrócenie czasu utwardzania. Efekt ten moze byc nawet glównym celem stosowania polisiarczków io wedlug wynalazku w tego rodzaju kompozycjach, przy czym stosuje sie niewielkie ilosci polisiarcz¬ ków z koncowymi zgrupowaniami bezwodnikowy¬ mi — w poblizu podanej powyzej dolnej granicy, czyli okolo 0,005 :1. 15 Kompozycje wedlug wynalazku moga takze za¬ wierac inne skladniki stosowane zazwyczaj w uela¬ stycznionych kompozycjach epoksydowych: srodki uelastyczniajace, rozcienczalniki i napelniacze. Jako dodatkowe utwardzacze i srodki uelastyczniajace w kompozycjach wedlug wynalazku mozna stoso¬ wac wymienione na wstepie znane srodki uela¬ styczniajace: poliestry z grupami karboksylowymi na koncach czasteczek, poliglikole, glikole i kwasy dwukarboksylowe o dlugim lancuchu alifatycznym, 25 etery dwuglicydylowe glikoli, poliglikoli i poliure¬ tanów oraz estry dwuglicydylowe kwasów dwukar- boksylowych o dlugim lancuchu alifatycznym. Jako rozcienczalniki w celu obnizenia lepkosci kompozycji mozna stosowac znane rozcienczalniki do zywic epo- 30 ksydowych, jak ftalan dwubutylowy, eter fenylo- glicydylowy i inne. Mozna takze stosowac znane napelniacze proszkowe i wlókniste: wlókno szkla¬ ne, maczke kwarcowa i porcelanowa, uwodniony tlenek glinu i wiele innych. 35 Kompozycje wedlug wynalazku utwardza sie na ogól w lagodniejszych warunkach niz znane utwar-' . dzane na goraco elastyczne kompozycje epoksydowe.Utwardzenie nastepuje przez ogrzewanie w tempe- 40 raturze 40—160°C, a najkorzystniej 60—130°C. Do¬ bre wyniki uzyskuje sie przez wstepne utwardze¬ nie w temperaturze 60—180°C i dotwardzenie w 120—130°C. 45 Kompozycje wedlug wynalazku stosuje sie glów¬ nie jako izolacje elektryczna — do zalewania i na¬ sycania w urzadzeniach elektrotechnicznych i elek¬ tronicznych.Przyklad. 10 g dianowej zywicy epoksydowej 50 o liczbie epoksydowej 0,5 gramorównowaznika 100 g miesza sie z 30 g polisiarczku, zawierajacego grupy bezwodnikowe na koncach czasteczek, uzys¬ kanego przez ogrzewanie cieklego polisiarczku o ciezarze czasteczkowym 1000, zawierajacego grupy 55 merkaptanowe na koncach czasteczek, z bezwod¬ nikiem maleinowym w stosunku wagowym 100 :20 i z dodatkiem 0,4% benzylodwumetyloaminy. Po utwardzeniu mieszaniny w ciagu 4 godz. w tempe¬ raturze 70°C i dotwardzeniu w ciagu 20 godz. 60 w temperaturze 130°C uzyskuje sie elastyczne two¬ rzywo sztuczne o temperaturze zeszklenia — 5°C i nastepujacych wlasnosciach dielektrycznych w temperaturze 90°C wspólczynnik stratnosci dielek- 65 trycznej 0,11 opór wlasciwy skrosny 3 • 109,62519 PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kompozycji epoksydowo- -polisiarczkowych, znamienny tym, ze zywice epo¬ ksydowa miesza sie z cieklyn* polisiarczkiem, za- 5 wierajacym na koncach czasteczek cykliczne ugru¬ powania bezwodnikowe, oraz ewentualnie z napel- niaczami, z utwardzaczami, zwlaszcza bezwodnika¬ mi kwasowymi, ze srodkami uelastyczniajacymi i rozcienczalnikami. io

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w kompozycjach epoksydowo-polisiarczkowych, nie zawierajacych innych utwardzaczy i srodków uela¬ styczniajacych, stosuje sie ciekly polisiarczek, za¬ wierajacy na koncach czasteczek ugrupowania bez- 15 wodnikowe, w ilosci odpowiadajacej uzyciu 0,8— 1,0 moli grup bezwodnikowych na 1 mol grup epo¬ ksydowych w zywicy. 6

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ja¬ ko dodatkowy utwardzacz stosuje sie bezwodnik kwasowy, najkorzystniej ciekly lub o niskiej tem¬ peraturze topnienia, zwlaszcza bezwodnik metylo- -endo- metylenoczterowodoroftalowy, dodecenylo- bursztynowy, ftalowy i maleinowy oraz ciekle lub niskotopliwe stopy tych bezwodników ze soba lub z innymi bezwodnikami kwasowymi, przy czym stosunek ilosci cieklego polisiarczku z koncowymi ugrupowaniami bezwodnikowymi do ilosci bezwod¬ nika kwasowego wynosi od 0,005 :1 do 10 :1, a sto¬ sunek lacznej ilosci grup bezwodnikowych do ilosci grup epoksydowych w zywicy jest zblizony do ste- chiometrycznego lub nieco mniejszy od stechiome- trycznego. PL PL