катализатор отверждения синтетических смол
Классы МПК: | C08K5/05 спирты; алкоголяты металлов |
Автор(ы): | Старкова Л.М., Осипова Г.Ф., Борщевский Г.Д., Макарова Л.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Камкабель" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-01-09 публикация патента:
15.10.1994 |
Сущность изобретения: катализатор отверждения синтетических смол содержит полибутилтитанат, обработанный многоатомным спиртом, при их массовом соотношении 1 : (1 - 4). 3 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
КАТАЛИЗАТОР ОТВЕРЖДЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ, включающий титанорганическое соединение, обработанное гидроксилсодержащим соединением, отличающийся тем, что, с целью повышения совместимости катализатора со смолами и повышения термостойкости покрытий, в качестве титанорганического соединения, обработанного гидроксилсодержащим соединением, он содержит полибутилтитанат, обработанный многоатомным спиртом, при их молярном соотношении 1 (1 - 4).Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к катализаторам отверждения полиэфирных полимерных и сополимерных смол и лаков, а также композициям на их основе, и может быть использовано при получении покрытий, в частности электроизоляционных в электротехнической промышленности. Известно, что в качестве катализаторов отверждения полиэфирных, полиэфиримидных и полиэфирциануратимидных смол и лаков используют тетрабутилтитанат или полибутилтитанат. Недостатком использования указанных катализаторов является их нестабильность, вследствие неустойчивости к гидролизу и повышенной реакционной способности, что приводит к гелеобразованию растворов смол, особенно при использовании растворов с концентрацией смолы более 36-40% . Кроме того, полибутилтитанат вообще имеет ограниченную растворимость, например, плохо растворим в таких полимерных растворителях как циклогексанон, диметилформамид, применяемых при получении высококонцентрированных лаков с малой токсичностью. Добавление полибутилтитаната в составе таких лаков немедленно вызывает гелеобразование, гомогенность системы нарушается и резко увеличивается вязкость лака. Вследствие этого использование таких катализаторов ограничено составом растворителей при низком содержании смолы в лаке и не позволяет улучшить отверждаемость и теплофизические свойства покрытий в значительной степени. Известен катализатор отверждения смол, полученный обработкой алкоксида титана третичным алканоламином и гидроксилсодержащими соединениями (одноатомными и многоатомными спиртами). Такой катализатор значительно улучшает отверждаемость смол, образует со смолой устойчивые композиции. Однако данный катализатор получают в виде порошка и его композиция со смолой не является гомогенной, а используется только в виде пасты. Применение пасты в составе лаков невозможно, так как катализатор не растворим в органических растворителях. Вследствие образования гетерогенных систем, этот катализатор не способствует улучшению теплофизических свойств покрытий. Целью изобретения является повышение совместимости катализатора со смолами и растворителями и повышение теплостойкости покрытий. Поставленная цель достигается тем, что в качестве катализатора отверждения смол используют продукт взаимодействия полибутилтитаната и двухатомного спирта при их массовом соотношении 1:(1-4). Полибутилтитанат является продуктом частичного гидролиза тетрабутоксититана и выпускается со следующими характеристиками (ТУ 6-09-2647-81): Содержание полибутилтита- ната (ПБТ) в растворе, %, в пределах 45-55 Содержание двуокиси титана в растворе ПБТ, в пределах 22,5-25,5 Содержание хлоридов (Cl) в растворе ПБТ, %, не более 0,25Катализатор получают при обработке полибутилтитаната спиртом, имеющим число гидроксильных групп 2, в том числе циклических спиртов. Полибутилтитанат (в виде раствора в ксилоле) смешивают с многоатомным спиртом или его раствором в органическом растворителе, при массовом соотношении по сухому веществу 1:(1-4) и нагревают при 50-120оС в течение 15-30 мин. Полученный катализатор добавляют к раствору смолы при перемешивании при температуре 50-80оС, или к расплаву смолы при температуре 100-120оС. Получение катализатора может протекать также в растворе в присутствии пленкообразующих смол (полиэфирная смола, полиэфирцианурамидная, и их смеси с эпоксидной смолой). В данном случае реакция протекает в процессе приготовления лака, при этом двухатомный спирт вводят в смесь одновременно со смолой и растворителем. После полного растворения смолы при нагревании (110-130оС) в смесь вводят полибутилтитанат при температуре 60-80оС и продолжают перемешивание при этой температуре в течение 1-1,5 ч. Получают гомогенные и устойчивые смеси. Факт образования продукта взаимодействия при обработке полибутилтитаната двухатомными спиртами подтверждается при изучении ИК-спектров поглощения этих продуктов. Выделенные и очищенные от исходных веществ продукты взаимодействия в инфракрасных спектрах имеют полосы поглощения, характерные для использованного в реакции многоатомного спирта. Например, после обработки полибутилтитаната диэтиленгликолем, или триэтиленгликолем продукт взаимодействия имеет полосы поглощения в области 1150-1060 см-1 и 1270-1230 см-1, характерные для групп - СН2-0-СН2-. В спектре исходного полибутилтитаната такие полосы отсутствуют, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль соответственно эти полосы поглощения имеют. По сравнению с алкилтитанатами и полибутилтитанатом образуются более гибкие поперечные сшивки (наличие радикалов между атомами титана и гидроксильной группой смолы), которые более стойки к тепловому удару. Таким образом, получение гомогенных смесей способствует более интенсивному участию отвердителя в процессе отверждения, образованию менее жестко сшитых структур и улучшению теплофизических свойств покрытий. Характеристика полиэтиленгликольтерафталатной смолы (смола ТС-2) по ТУ 6-19-051-617-87: Температура капле- падения, оС 80-105 Массовая доля летучих веществ, %, не более 5,0 Массовая доля меха- нических примесей, %, не более 0,2 Мол.м. 4000 Дополнительные отклонения, %
![катализатор отверждения синтетических смол, патент № 2021305](/images/patents/452/2021007/177.gif)
Характеристика полиглицероэтилентерефталатной смолы (смола ТС-1) по ТУ 6-19-106-87: Температура капле- падения, оС 100-111 Массовая доля летучих веществ, %, не более 1,7 Массовая доля меха- нических примесей, %, не более 0,17
Характеристика полиэфирциануратимидной смолы (смолы ПЭЦН-1,2) по ТУ 16-504.045-81:
мин1 мин2
Время желатини-
зации при темпе-
ратуре 250
![катализатор отверждения синтетических смол, патент № 2021305](/images/patents/452/2021007/177.gif)
![катализатор отверждения синтетических смол, патент № 2021305](/images/patents/452/2021007/177.gif)
Кислотное число,
мг КОН/г,
не более 18 18
Массовая доля
трикруола (дикру-
ола), %, не более 14 14
Число коагуляции, % 100-140 Не более 75
Характеристика эпоксидно-диановой смолы (смолы ЭД-8) по ГОСТ 10587-84: Массовая доля эпоксидных групп, % 8,0 - 10,0 Массовая доля летучих веществ, % не более 0,2; 0,3 Время желатини- зации, ч, не менее 2
П р и м е р 1 (известный). 1 мас.ч. тетрабутоксида титана смешивают с 2 мас. ч. триэтаноламина и нагревают до 60оС с удалением бутилового спирта. Затем добавляют 2 мас.ч. этиленгликоля и снова нагревают при той же температуре. Получаемый твердый продукт белого цвета измельчают, добавляют 10 ч. циклогексанола и получают пасту. Приготовленную пасту катализатора добавляют к полиэфирной смоле ТС-2 при соотношении 7 ч. на 100 г смолы и перемешивают. В полученной композиции катализатор распределен равномерно, но она не является гомогенной. Композицию отверждают при 250
![катализатор отверждения синтетических смол, патент № 2021305](/images/patents/452/2021007/177.gif)
![катализатор отверждения синтетических смол, патент № 2021305](/images/patents/452/2021007/177.gif)
![катализатор отверждения синтетических смол, патент № 2021305](/images/patents/452/2021007/177.gif)
Класс C08K5/05 спирты; алкоголяты металлов