171143. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hosszú tárolóképességű és nagy reaktivitású, feldolgozásra kész epoxigyanta-kompozíciók előállítására

3 171143 4 kétfunkciós aminnal lereagáltatott epoxigyanta a művelet során annyit veszít reaktivitásából, hogy a továbbhálósítási idők gyakorlati szempontból túl hosszúak. A 920 470/1963. számú angol szabadalmi leírás szerint a tárolhatóságot úgy kívánjuk megoldani, hogy a folyékony epoxigyantát 12,8-32,2 C° közötti hőmérsékleten primer amin csoportokat tartalmazó aromás poliaminnal hálósítják, és így szilárd, de olvasztható közbenső reakcióterméket állítanak elő. E termék azonban 29,5 C°-on csak 5-6 hétig tárolható, ami a gyakorlati felhasználás lehetőségét nagyon korlátozza. A 11440/1961. számú japán szabadalmi leírás olyan eljárást ismertet, melynél a szobahőmérsékleten szilárd epoxigyantának egy részét oldószerben feloldják, hozzáadják az egész kompozíció hálósításához szükséges mennyiségű hálósítót, és ezzel az oldattal a töltőanyagot átitatják. Az oldószernek vákuumban történő eltávolítása után a keletkező maradékot megőrlik. és hozzáadják a teljes mennyiségű szilárd epoxigyantát. Ezen eljárásnak hátránya, hogy csak szilárd epoxigyantákkal hajtható végre, melyek sokkal kevésbé reakcióképesek, mint a folyékony gyanták, de problémát okoz az oldószer eltávolítása is, és a gyártástechnológia rendkivül bonyolult és drága. Hasonló megoldást ismertet az 1 198 999/1965. számú NSzK-beli szabadalmi leírás, amely a gyanta térhálósodásának retardálására magas forráspontú ketonokat, pl. metil-ciklohexanont alkalmaz. E módszer azért nem megfelelő, mert tárolás közben a keton egy része elpárolog, és így a retardáló hatás bizonytalanná válik, másrészt a gyantában visszamaradó keton a késztermék tulajdonságait nagymértékben lerontja. A 72 30.798/197 \ számú japán szabadalmi bejelentés szerint 450-500-as epoxi ekvivalensű epoxigyantát, aminodikarbonsavat, diamint, valamint a kompozícióhoz szükséges töltő, csúsztató és színező anyagokat 60 C°-on 10 percig keverik. így olyan kompozíciót állítanak elő. amely 180C°-on 1 óra alatt keményedik meg. A módszer hátránya, hogy a hosszú tárolóképesség elérése érdekében az alacsony reaktivitású gyantát a magas olvadáspontú aminokarbonsav. illetve amin hálósítóval olyan alacsony hőmérsékleten keverik, hogy a térhálósodás nem indul meg. Ezzel a módszerrel nem lehet nagyreaktivitású. gyors kikeményedésű kompozíciót előállítani. A fentiekből megállapítható, hogy nagyon nehéz egy olyan, jól reprodukálható, reaktív, jó tárolóképességgel rendelkező kompozíciót előállítani, viszonylag egyszerű technológiai módszerekkel és gazdaságosan, amely az ipari felhasználás követelményeinek megfelel. Kísérleteink során sikerült egy olyan módszert kidolgozni, mely az ismert eljárások hibáit kiküszöböli, nagyreaktivitású epoxigyantából indul ki, és kellő ideig (kb. 6 hónapig) tárolható, olyan kompozició előállítását teszi lehetővé, amely a feldolgozási hőmérsékleten gyorsan kikeményedik, és-jó minőségű terméket eredményez. A találmány alapja az a felismerés, hogy nagyreaktivitású epoxigyantából is készíthető hosszú tárolóképességgel rendelkező, rövid kikeményítési időt igénylő, feldolgozásra'kész gyanta-5 kompozíció, ha a nagyreaktivitású epoxigyantában nagyreaktivitású térhálósítót oldunk a sztöchiometrikusnál kisebb mennyiségben, amely az oldás hőmérsékletén az epoxi csoportoknak csak egy részével reagál, és a kisebb reaktivitású térhálósítót 10 az előbbi beoldási hőmérsékleten a sztöchiometrikusnál nagyobb mennyiségben adagoljuk az epoxigyantába, a végleges összetételű kompozíciók előállításához szükséges adalékanyagokkal együtt. Fentiek alapján a találmány eljárás hosszú 15 tárolóképességű és nagy reaktivitású, feldolgozásra kész epoxigyanta-kompozíciók előállítására nagyreaktivitású folyékony epoxigyantából, a gyantának térhálósításával, valamint a gyanta-kompozíció előállításához szükséges egyéb adalékokkal, így 20 csúsztató- és töltőanyaggal és adott esetben színező anyaggal való elegyítése útján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy térhálósító, anyagként legalább két, eltérő reaktivitású térhálósítót használunk, és a nagyobb reaktivitású 25 térhálósítóból a sztöchiometrikusnál kevesebbet, a kisebb reaktivitású térhálósítóból pedig a nagyobb reaktivitású térhálósító adagolásával egyidejűleg vagy azt követően, lényegileg azonos hőmérsékleten a sztöchiometrikusnál nagyobb mennyiséget adunk 30 az epoxigyantához. Az így előállított előpolimer kellő szilárdságú, jó őrölhető szilárd formában, és tartalmazza a teljes kikcményedéshez szükséges hálósítót. Ha ezután az előpolimert megfelelő hőmérsékletre hevítjük, a mikroszkópos eloszlásban 35 levő kisebb reaktivitású hálósító megolvadva reakcióba lép az ugyancsak ezen a hőmérsékleten megolvadó többi komponenssel, és a térhálósodás a nagyreaktivitású rendszerekre jellemző módon igen rövid idő alatt lejátszódik. 40 A találmány szerinti eljárás főbb előnyei a következők: a) hosszú tárolóképességű epoxigyanta-kompozíciók állíthatók elő oly módon, hogy a feldolgozás 45 hőmérsékletén igen gyors reakció sebességgel térhálósódó, jó mechanikai és villamos tulajdonságokkal rendelkező kész terméket kapunk. b) egyszerű technológiai módszerekkel, mint a beoldás, hengerlés, őrlés, gazdaságos és jól 50 reprodukálható termék állítható elő. A találmány szerinti eljárás foganatosításaTM a/ alábbi kiviteli példákat adjuk meg. 1. példa 300 g 190 epoxi ekvivalensű gyantában 20.4 g meta-fenilén-diamint (63 C° op.) oldunk fel 60 60—65 C°-on. A meta-fenilén-diamin mennyisége a hálósításhoz szükséges mennyiségnél kevesebb, mert a sztöchiometrikus arányokat figyelembe véve 30,6 g-ra volna szükség. Ezután 60 C°-ra melegített hengerszéken a gyantahálósító oldathoz 289 g 65 alumíniumoxitrihidrátot, 250 g 3 mm hosszúra 2