способ получения катализатора отверждения эпоксидно- фенольных композиций

Формула изобретения

Способ получения катализаторов отверждения на основе ортофосфорной кислоты для эпоксидно-фенольных композиций, отличающийся тем, что обезвоженную ортофосфорную кислоту нагревают с фенилглицидиловым эфиром или бутилглицидиловым эфиром в ступенчатом температурном режиме при соотношении исходных компонентов: 1 моль обезвоженной ортофосфорной кислоты на 3-9 моль эфира.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения полимерных композиционных материалов, а именно к производству катализаторов отверждения для композиций на основе эпоксидных и фенолоформальдегидных олигомеров, отверждающихся на подложке.

Известен наиболее близкий по технологической сущности и выбранный за прототип катализатор ортофосфорная кислота, описанный в [Жебровский В.В., Еселев А.Д., Лысенкова А.П., Цыба Г.А. Лакокрасочные материалы для защиты металлической консервной тары. - М.: Изд-во Химия, 1987, с.28].

Однако применение о-фосфорной кислоты как катализатора отверждения эпоксифенольных систем предполагает ряд недостатков в большинстве своем связанных с отсутствием стабильности свойств эпоксиднофенольных композиций при хранении композиций.

Задачей изобретения является синтез новых катализаторов отверждения на основе триэфиров ортофосфорной кислоты (КАТЭФ), позволяющих увеличить стабильность при хранении композиций на основе эпоксидных и фенолоформальдегидных олигомеров.

Поставленная задача изобретения достигается тем, что обезвоженную орто-фосфорную кислоту нагревают с фенилглицидиловым эфиром или бутилглицидиловым эфиром в ступенчатом температурном режиме при соотношении исходных компонентов: 3-9 моль эфира на 1 моль обезвоженной ортофосфорной кислоты.

В этом случае:

- латентный катализатор КАТЭФ возможно вводить уже на стадии форконденсации, поскольку в отличие от ортофосфорной кислоты, применяемой в промышленности, он не вступает во взаимодействие с функциональными группами олигомеров в системе и, следовательно, не изменяет ни поведения системы при форконденсации, ни свойств композиции;

- при длительном хранении композиций катализатор КАТЭФ остается в латентном состоянии по отношению к эпоксидному и фенолоформальдегидному олигомерам, что позволяет повысить стабильность защитных характеристик композиций.

Латентный катализатор отверждения КАТЭФ, будучи введенным в композицию, не вступает во взаимодействие с олигомерами ни при форконденсации, ни при хранении и переходит в активное состояние только при температуре отверждения 200С.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Катализатор КАТЭФ синтезируют следующим образом: в четырехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой и обратным холодильником, помещают 9 молей (1359 г) фенилглицидилового эфира и нагревают до 55С. Через капельную воронку в колбу начинают прикалывать 1 моль (98 г) обезвоженной ортофосфорной кислоты. Температуру поднимают до 80-110С. Продолжительность синтеза не менее двух часов. Характеристики синтезированного продукта приведены в таблице 1. Методики синтеза по примерам 2 и 3 аналогичны.

При температуре отверждения КАТЭФ разлагается с выделением фосфорной кислоты, которая и катализирует процесс образования трехмерной сетки эпоксиднофенольной композиции.

Результаты испытаний композиций с различными катализаторами приведены в таблице 2.

Данные таблицы 2 показывают, что при проведении форконденсации без катализатора и в присутствии катализатора КАТЭФ защитные характеристики отвержденных покрытий остаются практически на одном и том же высоком уровне.

Данные о влиянии типа катализатора на свойства эпоксиднофенольных композиций при их длительном хранении приведены в таблице 3. Присутствие ортофосфорной кислоты в форконденсате ухудшает его стабильность при хранении за счет протекания химических реакций между кислотой и эпоксидным олигомером, приводящих к ухудшению физико-химических свойств покрытий после 6 месяцев хранения. В то же время при хранении композиций с катализатором КАТЭФ не наблюдается заметного падения защитных характеристик.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, применение катализатора КАТЭФ позволяет повысить стабильность свойств эпоксиднофенольных композиций при хранении.