[發明專利]高官能度胺化合物及其應用

有效

• 申請號: 200880008404.8
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101675084A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: B·L·伯頓;T·L·雷肯
• 申請（專利權）人: 胡茨曼石油化學公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08G65/48
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 鄧 毅

技術領域

本發明公開主要與作為固化劑的胺化合物有關。

背景技術

與生產環氧樹脂有關的通常使用的制造工藝包括，纖維纏繞成 型、拉擠成型、注塑成型、樹脂傳遞模塑(RTM)、真空輔助RTM(VARTM) 和濕法層疊成型或真空袋技術。

聚氧化亞烷基胺(有時稱作為聚醚胺)，是環氧體系中有效的固 化劑，用來提高柔韌性及延長在纖維增強型復合材料制造過程中的工 作時間。這里的“工作時間”是指從環氧樹脂的活性成分初次相互混 合到混合物不再適合加工所需的時間。工作時間內，樹脂或含樹脂的 物質都處于可澆注、柔性、柔韌或其他適合模壓的狀態。

諸如基于二醇和三元醇的那些的，以及包括例如品 牌的胺類商業產品的低官能度的聚醚胺已被用作環氧固化劑。當用于 聚合標準的液態環氧樹脂(比如主要含有雙酚A的二縮水甘油醚的環 氧樹脂)時，增加這些低官能度胺的分子量會產生較低玻璃化轉變溫 度(Tg)。增加低官能度聚醚胺的分子量也會導致凝膠期過長，相關 問題還有例如在固化過程中如果表面暴露在空氣中，胺會與二氧化碳 和水發生反應。由于暴露而產生的油性表面現象通常被稱為“胺致發 白(amine?blushing)”。

另一方面，由于反應基濃度較高，高官能度低分子量的胺會縮短 凝膠期并具有較高的放熱溫度。通常，較高的放熱溫度會限制能成型 部件的橫斷面厚度，因為較厚部分中會發生熱降解。這種熱降解可能 表現為炭化或者會產生不良力學特性。

發明概述

胺組分在一具體的實施方案中如下所示： 其中，平均來說，0.0≤w+x+y+z≤25，每個R可獨立選 自包含氫、甲基、乙基、丙基和丁基的組。

在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為7，胺氫當量(AHEW)至少為約50。

在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，胺氫當量(AHEW)至少約115，且不高于約400。

在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，分子量(MW)介于約700到約2900之間。

在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，平均分子量(AMW)滿足如下不等式：AMW≥2000 -222·AHF且AMW≤500·AHF。

在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度至 少為7，分子量(MW)介于約700與約5600之間。

在另一個例示性具體實施方案中，制備固化環氧樹脂的方法包括 提供根據任一上述胺官能固化劑或胺組分的胺組分，提供多官能環氧 樹脂，并將多官能環氧樹脂與多胺化合物彼此接觸。

在另一個例示性具體實施方案中，制備聚脲的方法包括提供有機 多異氰酸酯，提供根據上述任一胺組分或胺官能固化劑的胺組分，并 讓該有機多異氰酸酯與多胺組分接觸。

發明詳述

在一個例示性具體實施方案中，公布的內容涉及基于具有至少4 個羥基的多元醇或多羥基化合物的胺化合物，所述胺化合物可用作制 備聚脲的環氧固化劑或共同反應物。在特定實施方案中，胺化合物基 于烷氧基化的季戊四醇或烷氧基化的雙季戊四醇。以四官能多元醇為 例，比如季戊四醇與乙烯、丙烯、丁烯氧化物的反應產物可被還原氨 化以提供官能度至少為8的環氧固化劑。除了固化產物中的理想機械 特性外，胺化合物還提供理想的反應性和加工特性。

在一個例示性具體實施方案中，胺化合物具有較高的胺氫官能度 (AHF)。胺氫官能度(AHF)的定義是在胺化合物中連接到每個伯和仲 胺氮原子上的氫原子的總數。具體地，胺化合物的每個伯胺為胺氫官 能度(AHF)貢獻了2，每個仲胺貢獻了1，每個叔胺貢獻了0。因此， 如果一個胺化合物包含四個伯胺基，則胺氫官能度(AHF)數量為8。 再例如，含三個伯胺基的胺化合物的胺氫官能度(AHF)達到6。還例 如，含三個伯和一個仲胺基的胺化合物的胺氫官能度(AHF)為7，胺 化合物的胺氫官能度(AHF)可以通過將一個或多個伯胺基向仲胺基轉 化而改變。