ES2593856T3 - Endurecedores líquidos para el endurecimiento de resinas epoxídicas (I) - Google Patents

Endurecedores líquidos para el endurecimiento de resinas epoxídicas (I) Download PDF

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Abstract

Endurecedor líquido para el endurecimiento de resinas poliméricas, en particular de resinas poliméricas que pueden endurecerse, en particular de resinas epoxídicas, que comprende a) cianamida; b) al menos un derivado de urea de fórmula (I)**Fórmula** donde para los restos se aplica de manera simultánea o independientemente entre sí y al menos un resto R1, R2, R3 no es igual a hidrógeno: R1, R2 >= simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1 a C15, cicloalquilo C3 a C15 o juntos con formación de un anillo alquileno C3 a C10; R3 >= hidrógeno, alquilo C1 a C15, cicloalquilo C3 a C15, arilo, arilalquilo, alquilo C1 a C15 sustituido con - NHC(O)NR1R2, cicloalquilo C3 a C15 sustituido con-NHC(O)NR1R2, arilo sustituido con -NHC(O)NR1R2 o arilalquilo sustituido con -NHC(O)NR1R2; y c) al menos un modificador de la viscosidad seleccionado del grupo de los mono-, di- y/o polioles, éteres, poliéteres, polieterpolioles, cetonas, aldehídos, nitrilos, ésteres de ácidos carboxílicos o mezclas de los mismos.

Description

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invención comprenda un derivado de urea aromático. Por consiguiente comprende este endurecedor líquido al menos un derivado de urea de fórmula (I), donde el resto R3 = arilo, arilalquilo, arilo sustituido con -NHC(O)NR1R2 o arilalquilo sustituido con -NHC(O)NR1R2 representan un resto de fórmula general (III)
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donde los restos R1, R2 presentan el significado indicado anteriormente y para los otros restos se aplica de manera simultánea o independientemente entre sí:
10 R4, R5, R6, R7, R8 = hidrógeno, halógeno, alquilo C1 a C15, cicloalquilo C3 a C15, arilo, arilalquilo, -CF3, NHC(O)NR1R2, alquilo C1 a C15 sustituido con -NHC(O)NR1R2, arilo sustituido con NHC(O)NR1R2 o arilalquilo sustituido con -NHC(O)NR1R2; R9, R10 = simultánea o independientemente entre sí hidrógeno o alquilo C1 a C5; n = un número entre 0 y 10.
15 De estos derivados de urea aromáticos se prefieren especialmente aquellos derivados de urea, donde los restos R4, R5, R6, R7 y R8 significan simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1 a C15, -NHC(O)NR1R2, arilo C1 a C15 sustituido con -NHC(O)NR1R2 o arilalquilo C1 a C15 sustituido con -NHC(O)NR1R2. Además se prefieren endurecedores líquidos que comprenden derivados de urea de fórmula (IV)
20
imagen7
donde R1, R2, R4 y R5 presentan los significados indicados anteriormente y en particular representan simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1-C15. Preferentemente, los restos R1 y R2 significan en relación
25 con la fórmula (IV) un resto metilo. Se prefiere especialmente 1,1’-(4-metil-m-fenilen)-bis-(3,3-dimetilurea) y 1,1’-(2metil-m-fenilen)-bis-(3,3-dimetilurea) (o sea R1= R2 = R5 metilo y R4 hidrógeno).
De acuerdo con otra forma de realización puede estar previsto en particular que los endurecedores líquidos de acuerdo con la invención comprendan, en particular contengan a) cianamida, b) dos derivados de urea distintos uno
30 de otro de fórmulas (I), (II) y/o (IV) y c) al menos un modificador de la viscosidad, comprendiendo estos endurecedores líquidos además preferentemente cianamida y dos derivados de urea distintos uno de otro de fórmula (I), (II) y/o (IV) en una proporción molar cianamida : derivado de urea o mezcla de derivados de urea de 1 : 1 a 4 : 1.
De acuerdo con otra realización de la invención son objeto de la invención aquellos endurecedores líquidos que
35 comprenden, en particular contienen a) cianamida, b) al menos un derivado de urea seleccionado del grupo urea, 1metilurea, 1,1-dimetilurea, 1,3-dimetilurea, 3-(3-cloro-4-metilfenil)-1,1-dimetilurea, 3-(p-clorofenil)-1,1-dimetilurea, 3fenil-1,1-dimetilurea, 3-(3,4-diclorofenil)-1,1-dimetilurea, 1,1’-(metilendi-p-fenilen)-bis-(3,3-dimetilurea), 3-(3trifluorometilfenil)1,1-dimetilurea, 1,1’-(2-metil-m-fenilen)-bis-(3,3-dimetilurea) y/o 1,1’-(4-metil-m-fenilen)-bis-(3,3dimetilurea) y c) al menos un modificador de la viscosidad, usándose además preferentemente cianamida y el
40 derivado de urea o mezcla de derivados de urea en una proporción molar de 1 : 1 a 4 : 1.
De manera esencial de la invención, los endurecedores líquidos comprenden de acuerdo con la presente invención al menos un modificador de la viscosidad seleccionado del grupo de los mono-, di-y/o polioles, éteres, poliéteres, eteralcoholes, polieterpolioles, cetonas, aldehídos, nitrilos, ésteres de ácidos carboxílicos o mezclas de los mismos. 45 Estos modificadores de la viscosidad, dependiendo de la elección y campo de aplicación de las composiciones de resina que van a prepararse, pueden aumentar o reducir la viscosidad de las composiciones de resina que van a prepararse. Se prefieren especialmente endurecedores líquidos que comprenden un modificador de la viscosidad del grupo expuesto, que por su parte presentan un punto de ebullición de al menos 100 ºC. Estos modificadores permanecen durante el endurecimiento en las piezas moldeadas que van a fabricarse y se incorporan
50 preferentemente en la matriz polimérica o reticulan esta matriz polimérica adicionalmente.
Como modificadores de la viscosidad especialmente eficaces se han mostrado según esto modificadores de la viscosidad del grupo de los mono-, di-y/o polioles, éteres, poliéteres, eteralcoholes, polieterpolioles o mezclas de los mismos, en particular aquéllos que presentan por su parte un punto de ebullición de al menos 100 ºC.
imagen8
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5 y donde para los restos se aplica de manera simultánea o independientemente entre sí:
R30
= simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1 a C15, cicloalquilo C3 a C15, arilo, arilalquilo; R32, R34 = simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1 a C15, cicloalquilo C3 a C15 o 10 juntos con formación de un anillo alquileno C3 a C15; R33, R35 = simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1 a C15, cicloalquilo C3 a C15 o juntos con formación de un anillo alquileno C3 a C15.
Estas imidazolinas e imidazoles presentan en combinación con mezclas básicas líquidas de cianamida y al menos
15 un derivado de urea del tipo descrito en el presente documento una muy buena acción como acelerador de endurecimiento, no modificándose esencialmente las propiedades líquidas y además estando presentes endurecedores líquidos. Además se ha mostrado de manera especialmente sorprendente que mejora la latencia de los endurecedores líquidos en comparación con las mezclas básicas o los endurecedores líquidos sin acelerador de endurecimiento y por consiguiente puede elevarse la capacidad de almacenamiento. En total puede ponerse a
20 disposición un endurecedor que, debido a la alta latencia en las composiciones de resina polimérica así como a la alta reactividad en las composiciones de resina polimérica, sea adecuado a la temperatura de endurecimiento de manera excelente para su uso en procedimientos de infusión o inyección.
De manera especialmente preferente pueden comprender los endurecedores líquidos en un perfeccionamiento de la
25 invención un acelerador de endurecimiento de la clase de las imidazolinas de acuerdo con la fórmula (VI) o de los imidazoles de acuerdo con la fórmula (VII), donde para los restos se aplica de manera simultánea o independientemente entre sí:
R30
= hidrógeno, metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, hexilo, heptilo, octilo, nonilo, decanilo o fenilo; 30 R32, R34 = simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1 a C5 o fenilo; R33, R35 = simultánea o independientemente entre sí hidrógeno, alquilo C1 a C5 o fenilo.
De manera muy especialmente preferente pueden usarse de acuerdo con la presente invención como aceleradores de endurecimiento imidazolinas de acuerdo con la fórmula (VI) o imidazoles de acuerdo con la fórmula (VII), 35 seleccionados del grupo 2-metil-1H-imidazol, 2-etil-1H-imidazol, 2-propil-1H-imidazol, 2-butil-1H-imidazol, 2-pentil1H-imidazol, 2-hexil-1H-imidazol, 2-heptil-1H-imidazol, 2-octil-1H-imidazol, 2-nonil-1H-imidazol, 2-decil-1H-imidazol, 2-fenil-1H-imidazol, 2-metil-1H-imidazolina, 2-etil-1H-imidazolina, 2-propil-1H-imidazolina, 2-butil-1H-imidazolina, 2pentil-1H-imidazolina, 2-hexil-1H-imidazolina, 2-heptil-1H-imidazolina, 2-octil-1H-imidazolina, 2-nonil-1H-imidazolina, 2-decil-1H-imidazolina y/o 2-fenil-1H-imidazolina. Los imidazoles mejoran sorprendentemente en comparación con 1
40 alquilimidazoles además la latencia y elevan por consiguiente la estabilidad de almacenamiento de los endurecedores líquidos.
De acuerdo con otra realización ventajosa es con ello también objeto de la presente invención un endurecedor líquido para el endurecimiento de resinas poliméricas que pueden endurecerse, que comprende, en particular 45 contiene a) cianamida, b) al menos un derivado de urea de fórmula (I), (II) y/o (IV), c) un modificador de la viscosidad, en particular un modificador de la viscosidad de acuerdo con la fórmula (V) y d) al menos un acelerador de endurecimiento de la clase de las imidazolinas de acuerdo con la fórmula (VI) o de los imidazoles de acuerdo con la fórmula (VII), comprendiendo el endurecedor líquido preferentemente cianamida y al menos un derivado de urea de fórmula (I), (II) o (IV) en una proporción molar de cianamida : derivado de urea o mezclas de derivado de urea de
50 1 : 1 a 4 : 1.
En presencia al menos de un acelerador de endurecimiento de la clase de las imidazolinas de acuerdo con la fórmula (VI) o de los imidazoles de acuerdo con la fórmula (VII) pueden encontrarse las proporciones molares de cianamida : derivado de urea también fuera del intervalo preferente de 1 : 1 a 4 : 1. Por ejemplo son posibles
proporciones molares de cianamida : derivado de urea de 0,1 a < 1 : 1, en particular de 0,2 a < 1 : 1, sin embargo también proporciones molares de cianamida : derivado de urea de > 4 : 1 a 20 :1, en particular de > 4 : 1 a 10 : 1.
Además sorprendentemente pudo determinarse que puede ajustarse una latencia especialmente alta y con ello alta
5 estabilidad en almacenamiento de los propios endurecedores como también de composiciones de resina epoxídica, que comprenden estos endurecedores, cuando a los endurecedores se añade adicionalmente un estabilizador del grupo de los ácidos inorgánicos u orgánicos. Mediante la adición de estabilizadores del grupo de los ácidos inorgánicos u orgánicos puede duplicarse la latencia, en algunos casos incluso triplicarse. Según esto se mantienen simultáneamente las propiedades de endurecimiento excelentes, tales como por ejemplo la alta reactividad a la temperatura de curado, en comparación con los endurecedores sin estabilizadores.
Por consiguiente comprende la presente invención de acuerdo con otra realización también un endurecedor líquido que comprende preferentemente además e) un estabilizador seleccionado del grupo de ácidos inorgánicos u orgánicos.
15 Como estabilizadores se han mostrado especialmente adecuados según esto en particular ácidos orgánicos del grupos de los ácidos carboxílicos, ácidos dicarboxílicos o ácidos tricarboxílicos aromáticos y no aromáticos. Además preferentemente pueden usarse como ácidos orgánicos o como ácidos carboxílicos, ácidos dicarboxílicos o ácidos tricarboxílicos aromáticos y no aromáticos en particular ácidos del grupo de ácido fórmico, ácido acético, ácido propanoico, ácido maleico, ácido malónico, ácido salicílico, ácido láctico, ácido cítrico, ácido oxálico, ácido adípico, ácido benzoico, ácido ftálico, ácidos alquil-sulfónicos, ácidos arilsulfónicos, en particular ácido toluensulfónico, o sus anhídridos.
Sin embargo puede estar previsto también que los endurecedores de acuerdo con la invención comprendan como
25 estabilizador ácidos inorgánicos seleccionados del grupo de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido orto-fosfórico, ácido difosfórico, ácido trifosfórico, ácido polifosfórico, ácido nítrico o sus anhídridos. Por consiguiente es también objeto de la presente invención un endurecedor líquido que comprende como estabilizador un ácido inorgánico u orgánico del grupo de ácido salicílico, ácido ftálico, ácido toluensulfónico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico o sus anhídridos o mezclas de los mismos.
De acuerdo con otra realización ventajosa es con ello también objeto de la presente invención un endurecedor líquido para el endurecimiento de resinas poliméricas que pueden endurecerse, que comprende, en particular contiene a) cianamida, b) al menos un derivado de urea de fórmula (I), (II) y/o (IV), c) al menos un modificador de la viscosidad, en particular un modificador de la viscosidad de acuerdo con la fórmula (V), d) eventualmente al menos
35 un acelerador de endurecimiento de la clase de las imidazolinas de acuerdo con la fórmula (VI) o de los imidazoles de acuerdo con la fórmula (VII), y e) al menos un estabilizador seleccionado del grupo de los ácidos orgánicos, en particular ácidos carboxílicos, ácidos dicarboxílicos o ácidos tricarboxílicos aromáticos y no aromáticos, o de los ácidos inorgánicos, en particular ácidos inorgánicos seleccionados del grupo de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido orto-fosfórico, ácido difosfórico, ácido trifosfórico, ácido polifosfórico, ácido nítrico o sus anhídridos, comprendiendo el endurecedor líquido en particular cianamida y al menos un derivado de urea de fórmula (I) en una proporción molar de cianamida : derivado de urea o mezcla de derivadosde urea de 1 : 1 a4 : 1.
En presencia al menos de un estabilizador pueden encontrarse las proporciones molares de cianamida : derivado de
45 urea también fuera del intervalo preferente de 1 : 1 a 4 : 1. Por ejemplo son posibles proporciones molares de cianamida : derivado de urea de 0,1 a < 1 : 1, en particular de 0,2 a < 1 : 1, sin embargo también proporciones molares de cianamida : derivado de urea de > 4 : 1 a 20 : 1, en particular de > 4 : 1 a 10 : 1.
Se prefieren especialmente aquellos ácidos, en particular ácidos inorgánicos que presentan un contenido en agua inferior al 20 % en peso (con respecto al ácido). Se prefieren muy especialmente aquellos ácidos, en particular áticos inorgánicos que presentan un contenido en agua inferior al 15 % en peso, además preferentemente inferior al 10 % en peso y muy especialmente inferior al 5 % en peso (en cada caso con respecto al ácido). Por consiguiente pueden proporcionarse endurecedores líquidos que por su parte sean líquidos y estén libres de disolvente en el sentido de la presente invención.
55 De acuerdo con una realización especialmente preferente de la presenta invención contiene un endurecedor líquido
a) de 1 a 50 partes en peso de cianamida, b) de 1 a 50 partes en peso de al menos un derivado de urea de fórmula (I), (II) y/o (IV), c) de 0,01 a 50 partes en peso de al menos un modificador de la viscosidad, d) de 0 a 10 partes en peso de al menos un acelerador de endurecimiento de la clase de las imidazolinas de fórmula (VI) y/o de los imidazoles de fórmula (VII) y e) de 0 a 10 partes en peso de al menos un estabilizador.
65 En un perfeccionamiento de la presente invención son objeto de la presente invención igualmente composiciones de resina epoxídica que comprenden a) al menos una resina epoxídica que puede endurecerse y b) al menos un
imagen10
baja dosificación se consigue una proporción ventajosa de costes-utilidades, con lo que estos endurecedores son especialmente muy adecuados para una aplicación técnica.
Ejemplos
5 1) Materias primas usadas:
cianamida : AlzChem AG urea B1 : 1,1-dimetilurea-(AlzChem AG) 10 urea B2 : 1,1’-(4-metil-m-fenilen)-bis-(3,3-dimetilurea) -(AlzChem AG) urea B4 : N’-[3-[[[(dimetilamino)carbonil]amino]metil]-3,5,5-trimetilciclohexil]-N,N-dimetil-urea
(AlzChem AG) E 828 LVEL : resina epoxídica Epikote 828 LVEL -(empresa Momentive) RIMR 135 : resina epoxídica -(empresa Momentive Specialty Chemicals)
15 RIMH 137 : endurecedor de amina líquido -(empresa Momentive Specialty Chemicals) Vestamin IPDA : endurecedor de amina líquido -(empresa Evonik Degussa GmbH) modificador M1 : 1-hexanol (p.e. 157 ºC) -(empresa Merck) modificador M2 : etilenglicol (p.e. 197 ºC) -(empresa Merck) modificador M3 : hexanotriol (p.e. 178 ºC) -(empresa Evonik Degussa GmbH)
20 modificador M4 : 3-pentanona (p.e. 102 ºC) -(empresa Baker) modificador M5 : octanal (p.e. 171 ºC) -(empresa Merck) modificador M6 : benzonitrilo (p.e. 191 ºC) -(AlzChem AG, Trostberg) modificador M7 : acetoacetato de etilo (p.e. 180 ºC) -(empresa Fluka) modificador M8 : metilglicol (p.e. 124 ºC) -(empresa Roth)
25 modificador M9 : 2-aminoetanol (p.e. 172 ºC) -(empresa Roth) modificador M10 : anhídrido acético (p.e. 139 ºC) -(empresa Merck) acelerador I1 : 2-metil-1H-imidazol -(AlzChem AG) acelerador I2 : 1-metilimidazol -(empresa Roth) acelerador I3 : 2-fenil-1H-imidazol -(AlzChem AG)
30 acelerador I4 : 2-fenil-1H-imidazolina -(AlzChem AG) acelerador I5 : 4,5-dihidro-2-nonil-1H-imidazol -(AlzChem AG) acelerador I6 : 2-nonil-1H-imidazol -(AlzChem AG)
imagen11
imagen12
Tabla 3: Composición de endurecedores líquidos de acuerdo con la invención con modificadores de la viscosidad y acelerador de endurecimiento-proporciones molares / [mol : mol]
Mezcla de partida de acuerdo con la tabla 1
Mezcla de partida M3 Endurecedores líquidos
H6I1
1 0,276 H6I1M3
H6I2
1 0,276 H6I2M3
H6I3
1 0,276 H6I3M3
H6I4
1 0,276 H6I4M3
H6I5
1 0,276 H6I5M3
H6I6
1 0,276 H6I6M3
H7I1
1 0,276 H7I1M3
2) Preparación de endurecedores líquidos 5 a) con modificadores de la viscosidad y aceleradores de endurecedor
Aparato: recipiente de reacción de doble pared de 500 ml, termostato, agitador KPG, agitador metálico de 3 hojas, termómetro, embudo para polvo,
10 realización: a través del embudo para polvo se añaden en primer lugar cianamida, las diversas ureas (B1, B2, B4), el modificador de la viscosidad (M3) así como los aceleradores de endurecedor (11-16) en el recipiente de reacción. Entonces se alimenta al recipiente de reacción de doble pared agua caliente de 40 a 42 ºC y se conecta el agitador metálico de 3 hojas (200 r/min). Dependiendo del modificador de la viscosidad se prepara ahora, a una temperatura interna de 35 ºC a 40 ºC, en de 20 a 40 minutos un endurecedor líquido. A
15 continuación se enfría el endurecedor líquido hasta de 20 a 25 ºC, se introduce en recipientes de vidrio y se almacena a 23 ºC.
b) con modificadores de la viscosidad
20 Aparato: recipiente de reacción de doble pared de 500 ml, termostato, agitador KPG, agitador metálico de 3 hojas, termómetro, embudo para polvo, realización: a través del embudo para polvo se añaden en primer lugar cianamida, las diversas ureas (B1, B2, B4), así como el modificador de la viscosidad (M1-M10) en el recipiente de reacción. Entonces se alimenta al recipiente de reacción de doble pared agua caliente de 40 a 42 ºC y se conecta el agitador metálico de 3 hojas
25 (200 r/min). Dependiendo del modificador de la viscosidad se prepara ahora, a una temperatura interna de 35 ºC a 40 ºC, en de 20 a 40 minutos un endurecedor líquido. A continuación se enfría el endurecedor líquido hasta de 20 a 25 ºC, se introduce en recipientes de vidrio y se almacena a 23 ºC.
3) Resultados de ensayos de uso: propiedades de composiciones de resina epoxídica de acuerdo con la invención
30 a) Composición de composiciones de resina epoxídica de acuerdo con la invención. Para los ensayos de uso se usó una composición de resina epoxídica con endurecedor líquido de acuerdo con la invención con iguales proporciones de mezcla (en cada caso 100 partes en peso de resina epoxídica, 10 partes en peso de endurecedor líquido).
35 b) Preparación de composiciones de resina epoxídica de acuerdo con la invención. En un recipiente de dispersión de 250 ml se pesan 100 partes en peso de resina epoxídica (Epikote 828 LVEL) y 10 partes en peso de los endurecedores de acuerdo con la invención de acuerdo con las tablas 1-3 y se mezclan en el dispositivo agitador con 500 r/min durante 2 minutos. A continuación se desairea la mezcla a vacío durante 10 minutos.
40 c) Procedimientos de medición para la determinación de las propiedades
° DSC din: medición en Mettler Toledo DSC 822 convencional 30 -250 ºC, con una velocidad de calentamiento de 10 ºK/min
45 ° Temperatura de transición vítrea: medición en Mettler Toledo DSC 822 Tg 3 x calentar calentar de 30 ºC a 200 ºC con 20 ºK/min, mantener durante 10,0 min a 200 ºC enfriar de 200 ºC a 50 ºC con 20 ºK/min, mantener durante 5,0 min a 50 ºC
50 calentar de 50 ºC a 200 ºC con 20 ºK/min, mantener durante 10,0 min a 200 ºC enfriar de 200 ºC a 50 ºC con 20 ºK/min, mantener durante 5,0 min a 50 ºC calentar de 50 ºC a 220 ºC con 20 ºK/min
° Viscosidad: medición en HAAKE Rheostress 1 55 realizada a 25 ºC en Pa*s, con cuerpo giratorio cono 1º C35/1 Ti Ø 35 mm con una velocidad de cizallamiento de 5,0 1/s (segundo recíproco)
° Tiempo de gelificación: medición en termostato de bloque metálico VLM 2.0/-HAT en tapones ALU-Steck (Ø 15 mm x 25 mm de altura) a 140 ºC
° Latencia: capacidad de almacenamiento de las composiciones de resina epoxídica en días (d) tras almacenamiento a 23 ºC en un armario climatizado. Definición de latencia: es el tiempo en días (d) tras el cual se ha duplicado la viscosidad de la composición de resina epoxídica. En este momento se alcanza el final de la capacidad de almacenamiento.
imagen13
imagen14
Los resultados expuestos en la tabla 4 de las reacciones de los distintos endurecedores líquidos con viscosidad modificada con resina epoxídica muestran de manera unívoca que los modificadores de la viscosidad apenas ejercen influencia sobre la temperatura de transición vítrea (Tg) del polímero resultante. Su influencia sin embargo sobre las viscosidades, tal como se pretende, las latencias y los tiempos de gelificación es considerable. Según esto,
5 las distintas clases de los modificadores de la viscosidad pueden ejercer distintas influencias sobre los endurecedores líquidos con viscosidad modificada de acuerdo con la invención.
Mientras que con los endurecedores H5 y H6 los alcoholes monohidroxilados, alcoholes dihidroxilados, cetonas, nitrilos y éteres actúan reduciendo la viscosidad, los alcoholes trihidroxilados elevan la viscosidad. Los aldehídos
10 actúan de manera neutra con respecto a la viscosidad. Con el endurecedor H6 actúan también aún ésteres y anhídridos reduciendo la viscosidad, mientras que los aminoalcoholes elevan las viscosidades. Los endurecedores H5 reaccionan de manera espontánea con los modificadores de la viscosidad de la serie de los ésteres, anhídridos y aminoalcoholes, por tanto no pueden medirse las viscosidades, tiempos de gelificación y latencias.
15 Tanto sobre las estabilidades en almacenamiento (latencias) de las distintas mezclas de resina epoxídica/endurecedor como también sobre su reactividad tienen los distintos modificadores de la viscosidad sin embargo una influencia extraordinariamente fuerte. En el caso de los endurecedores H5, los alcoholes monohidroxilados, alcoholes dihidroxilados, aldehídos y nitrilos reducen las latencias hasta la mitad, mientras que los alcoholes trihidroxilados, cetonas y éteres aumentan las latencias más del triple. Las latencias de las mezclas de
20 resina epoxídica/H6 se comportan de manera irregular, en este caso triplican también los alcoholes dihidroxilados y nitrilos las estabilidades en almacenamiento.
Los tiempos de gelificación dan información sobre la capacidad de reacción de las mezclas de resina epoxídica/endurecedor. Es llamativo que los modificadores de la viscosidad reduzcan los tiempos de gelificación y
25 otros puedan aumentar éstos. Los alcoholes monohidroxilados y dihidroxilados aceleran por regla general la reacción, mientras que los alcoholes trihidroxilados, cetonas y éteres ralentizan ésta. Los aldehídos y nitrilos aceleran las reacciones de los endurecedores H5, mientras que éstos ralentizan las reacciones de los endurecedores H6. En caso de H6 actúan también ésteres y anhídridos ralentizando, mientras que los aminoalcoholes aceleran de manera natural sin embargo sin reaccionar de manera espontánea.
30 Si se modifican los endurecedores líquidos con viscosidad modificada en su composición con imidazoles, entonces si bien pueden observarse otras disminuciones de los tiempos de gelificación y con ello un aumento de la reactividad, esto va acompañado sin embargo sin excepción de aumentos considerables de las viscosidades y estabilidades en almacenamiento (latencias).
35 En comparación con esto muestran los endurecedores de amina líquidos conocidos y usados tales como por ejemplo RIMH 137 (empresa Momentiv Speciality Chemicals) o IPDA (empresa Evonik Degussa GmbH) si bien temperaturas de endurecimiento más bajas, sin embargo las mezclas de acuerdo con la invención inician la polimerización en tiempos comparables y consiguen temperaturas de transición vítrea ampliamente más altas, sin
40 embargo tienen una latencia mucho más grande.
Mediante el uso de modificadores de la viscosidad e imidazoles en los endurecedores líquidos con viscosidad modificada de acuerdo con la invención se genera un haz de perfiles de propiedades especiales de estos endurecedores líquidos, tal como se requieren en muchas aplicaciones en el campo de los materiales compuestos.
45 Mediante este gran ancho de banda de las propiedades, pueden adaptarse individualmente los endurecedores líquidos con viscosidad modificada de acuerdo con la invención a casi todos los requerimientos.
Tabla 5: ensayo de infusión con composiciones de resina epoxídica de acuerdo con la tabla 4
Composición de resina epoxídica
Tiempo de inyección en minutos Tiempo de endurecimiento en h Temperatura en ºC Tg en frío Tg final Observaciones
E2
4 4 h 78°-80 ºC 116 118 el material compuesto de fibras puede distinguirse bien, el material compuesto de fibras tiene buen aspecto, es uniforme, no tiene defectos
E20
4 6 h 88°-90 ºC 120 126 el material compuesto de fibras puede distinguirse bien, el material compuesto de fibras tiene buen aspecto, es uniforme, no tiene defectos
E30
4 2 h 78°-80 ºC 118 121 el material compuesto de fibras puede distinguirse bien, el material compuesto de fibras tiene buen aspecto, es uniforme, no tiene defectos
imagen15

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  1. imagen1
    imagen2
    imagen3
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