[發(fā)明專利]兩親嵌段共聚物增韌的環(huán)氧樹脂和由其制成的粉末涂料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580038543.1
• 申請日: 2005-11-02
• 公開（公告）號: CN101056936A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·E·韋爾蓋塞;M·弗蘭卡
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 程偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用兩親聚醚嵌段共聚物改性的環(huán)氧樹脂粉末涂料組合 物以提高固化粉末涂料組合物的抗斷裂性或韌性。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂通常用硬化劑或固化劑固化，在固化后，這些樹脂以其 耐熱性和耐化學(xué)性著稱。固化環(huán)氧樹脂還表現(xiàn)出良好的機械性能，但 它們?nèi)狈g性且在固化時容易變得非常脆。當(dāng)樹脂的交聯(lián)密度或Tg提 高時，樹脂韌性的缺乏尤為切實。

近來，已經(jīng)有一些研究涉及通過在環(huán)氧樹脂中添加各種嵌段共聚 物來提高環(huán)氧樹脂的抗斷裂性或韌性。之前的許多工作都集中于使用 具有環(huán)氧混溶性嵌段和環(huán)氧不混溶性嵌段的兩親雙嵌段共聚物，其中 環(huán)氧混溶性嵌段是聚(環(huán)氧乙烷)(PEO)，不混溶嵌段是飽和聚合烴。 盡管有效地提供具有吸引人的性能組合的模板化(templated)環(huán)氧樹 脂，但已知的嵌段共聚物材料過于昂貴以致無法用于某些用途中。

例如，Journal?of?Polymer?Science，Part?B：Polymer?Physics，2001， 39(23)，2996-3010描述了使用聚(環(huán)氧乙烷)-b-聚(乙烯-alt-丙烯) (PEO-PEP)雙嵌段共聚物在固化環(huán)氧體系中提供膠束結(jié)構(gòu)，自組裝 成囊泡(vesicles)和球形膠束的嵌段共聚物可以顯著提高用四官能芳 胺固化劑固化的模板(model)雙酚A環(huán)氧樹脂的抗斷裂性。Journal?of the?American?Chemical?Society，1997，119(11)，2749-2750描述了帶有 使用兩親PEO-PEP和聚(環(huán)氧乙烷)-b-聚(乙基乙烯)(PEO-PEE)雙嵌 段共聚物產(chǎn)生的自組裝微結(jié)構(gòu)的環(huán)氧體系。這些含嵌段共聚物的體系 表現(xiàn)出自組裝特征。

其它在一個嵌段中含有環(huán)氧基反應(yīng)性官能的嵌段共聚物已經(jīng)被用 作環(huán)氧樹脂的改性劑以實現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)的環(huán)氧熱固性材料。例如， Macromolecules，2000，33(26)9522-9534描述了使用聚(環(huán)氧基異戊二 烯)-b-聚丁二烯(BIxn)和聚(甲基丙烯酸酯-共-甲基丙烯酸縮水甘油 酯)-b-聚異戊二烯(MG-I)雙嵌段共聚物，它們在性質(zhì)上是兩親的并被 設(shè)計成使嵌段之一可以在樹脂固化時反應(yīng)到環(huán)氧基體中。此外，Journal of?Applied?Polymer?Science，1994，54，815描述了具有聚(己內(nèi)酯)-b-聚 (二甲基硅氧烷)-b-聚(己內(nèi)酯)三嵌段共聚物的亞微米級分散體的環(huán)氧 體系。

盡管上面提到的一些之前已知的雙嵌段和三嵌段共聚物可用于改 進環(huán)氧樹脂的韌性，但這些已知嵌段共聚物的制備是復(fù)雜的。這些已 知的嵌段共聚物需要多個步驟進行合成，因此從商業(yè)角度看比較缺乏 經(jīng)濟吸引力。

還有一些用于將熱固性環(huán)氧樹脂改性(以形成納米結(jié)構(gòu)的環(huán)氧熱 固性材料)的自組裝兩親嵌段共聚物是已知的。例如，Macromolecules， 2000，33，5235-5244和Macromolecules，2002，35，3133-3144描述了在用 二苯氨基甲烷固化的環(huán)氧樹脂中添加聚(環(huán)氧乙烷)-b-聚(環(huán)氧丙烷) (PEO-PPO)雙嵌段和聚(環(huán)氧乙烷)-b-聚(環(huán)氧丙烷)-b-聚(環(huán)氧乙烷) (PEO-PPO-PEO)三嵌段，其中在含雙嵌段的摻合物中，分散相的平 均大小為大約10-30納米。如PEO-PPO-PEO三嵌段的聚醚嵌段共聚物 也已知與如日本專利申請公開H9-324110中所公開的環(huán)氧樹脂一起使 用。

日本專利公開56-28253公開了環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷用于環(huán)氧/酐 粉末涂料體系的可能用途，但沒有公開兩親聚醚嵌段共聚物的使用或 其任何益處。

供應(yīng)給熔結(jié)環(huán)氧(FBE)粉末涂料工業(yè)的環(huán)氧樹脂組合物，例如固 體環(huán)氧樹脂(SER)，能夠優(yōu)異地為如金屬管的制品提供防腐蝕保護。 但是，環(huán)氧系統(tǒng)固有的關(guān)鍵缺陷是其缺乏撓性和耐磨性。因此，仍然 需要提高用于粉末涂料用途中的環(huán)氧樹脂的韌性，同時保持所得粉末 涂料的所有其它關(guān)鍵性能，例如模量和Tg。

因此，需要替代性的兩親嵌段共聚物(優(yōu)選含有彈性聚合物作為 組分之一的兩親嵌段共聚物)，其在宿主環(huán)氧樹脂中以納米尺寸級別自 組裝，可用于改進環(huán)氧樹脂的韌性且沒有之前已知的嵌段共聚物的任 何缺點。

還需要提供用作粉末涂料組合物的熱固性環(huán)氧樹脂組合物，其提 供撓性更高的涂層，同時保持它的其它有益性能。