[發(fā)明專利]含咪唑-和 1-(氨基烷基)咪唑-異氰酸酯加合物的快速固化環(huán)氧組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010175246.4
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101906206A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設計）人: 符懋林;G·A·維達奇;A·H·阿布多拉扎克
• 申請（專利權）人: 氣體產(chǎn)品與化學公司
• 主分類號: C08G59/40
• 分類號: C08G59/40;C08L63/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進;李連濤

相關申請的交互參考

本申請是2009年4月29日提交的美國申請?zhí)?2/432095的部分繼續(xù)申請。申請?zhí)?2/432095的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文。

發(fā)明背景

環(huán)氧粘合劑用于汽車、電子、航天技術和通用工業(yè)的多種應用。它們逐漸地替代常規(guī)結(jié)合系統(tǒng)，諸如軟焊(soldering)、焊接(welding)、鉚釘、釘子、螺絲釘和栓鎖，因為它們提供的益處超過這些系統(tǒng)。這些益處中的一些包括使相似的和不相似的底物粘合而不損壞它們，廣泛面積的應力的更好分布、更好的疲勞強度以及噪阻和抗振性。在汽車和電子行業(yè)的某些應用中，快速固化(瞬間固化)粘合劑系統(tǒng)對于生產(chǎn)周期時間縮減和節(jié)約成本是非常值得的。

單組分的環(huán)氧粘合劑系統(tǒng)優(yōu)于兩種組分組成的系統(tǒng)，因為其消除了與兩種組分系統(tǒng)相關的混合步驟、應用其所需的時間和在儲存和運輸過程中的冷卻。單組分的系統(tǒng)的一個實例在美國專利號4,797,455(通過引用結(jié)合于本文)中描述。

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂的潛伏性固化劑，包括100％固體環(huán)氧組合物和水基組合物，特別是單組分的100％固體環(huán)氧組合物。“潛伏性”固化劑是那些在通常環(huán)境條件下配制成的環(huán)氧系統(tǒng)保持非活性狀態(tài)，而在升高的溫度下易于與環(huán)氧樹脂反應的固化劑。“單組分”環(huán)氧組合物典型地為環(huán)氧樹脂、固化劑和任選的加速劑以及添加劑和填充劑的混合物。

發(fā)明簡述

本發(fā)明提供咪唑-異氰酸酯加合物，其包含咪唑與具有2-8個亞甲基單位的多亞甲基二異氰酸酯或與具有2.1-3.5的異氰酸酯官能度的多亞甲基多(異氰酸苯酯)的反應產(chǎn)物，以及它們作為環(huán)氧固化劑，即潛伏性固化劑在熱可固化的單組分環(huán)氧樹脂組合物中的應用。單組分環(huán)氧樹脂組合物包含本發(fā)明的潛伏性固化劑、任選但優(yōu)選固化劑的加速劑和環(huán)氧樹脂的接觸產(chǎn)物。

在本發(fā)明的一個方面，咪唑-異氰酸酯加合物是1-(氨基烷基)咪唑-異氰酸酯加合物，而在另一個方面，咪唑-異氰酸酯加合物是1-(3-氨基丙基)咪唑加合物。

本發(fā)明還提供包含咪唑和1-(氨基烷基)咪唑與多亞甲基二異氰酸酯，諸如六亞甲基二異氰酸酯和與具有2.1-3.5的異氰酸酯官能度的多亞甲基多(異氰酸苯酯)的反應產(chǎn)物的咪唑-異氰酸酯和1-(氨基烷基)咪唑-異氰酸酯加合物，以及它們作為具有分別在低溫和高溫快速固化(或瞬間固化)的環(huán)氧固化劑、作為單獨的、潛伏性固化劑在熱可固化的單組分環(huán)氧樹脂組合物中的應用。

在一個方面，本發(fā)明提供包含1-(3-氨基丙基)咪唑與多亞甲基二異氰酸酯，諸如六亞甲基二異氰酸酯，和與具有2.1-3.5的異氰酸酯官能度的多亞甲基多(異氰酸苯酯)的反應產(chǎn)物的1-(3-氨基丙基)咪唑-異氰酸酯加合物，作為1-(氨基烷基)咪唑-異氰酸酯加合物固化劑。

在本發(fā)明的另一個方面，單組分環(huán)氧樹脂組合物包含1-(氨基烷基)咪唑-異氰酸酯加合物和環(huán)氧樹脂。

在一個方面，本發(fā)明涉及作為環(huán)氧固化劑的咪唑-異氰酸酯加合物以及它們在單組分熱可固化的環(huán)氧組合物，諸如100％的固體組合物或水基組合物中的應用。在另一個方面，本發(fā)明涉及作為環(huán)氧固化劑的1-(氨基烷基)咪唑-異氰酸酯加合物以及它們在單組分熱可固化的環(huán)氧組合物，諸如100％的固體組合物或水基組合物中的應用。

在如在本文陳述的本發(fā)明的所有方面，咪唑-異氰酸酯加合物可為1-(氨基烷基)咪唑-異氰酸酯加合物，以及在所有方面，咪唑-異氰酸?酯加合物可為1-(3-氨基丙基)咪唑-異氰酸酯加合物。通過使咪唑與多亞甲基二異氰酸酯或與具有2.1-3.5的異氰酸酯官能度的多亞甲基多(異氰酸苯酯)反應，制備這些加合物。

在本發(fā)明的又一方面，咪唑-異氰酸酯加合物由式A表示：

其中Z是(CH₂)_n-NH，p是0-1和n是3-8，R是(CH₂)_m且m是2-8或具有2.1-3.5的異氰酸酯官能度的多亞甲基多(異氰酸苯酯)的多價殘基；以及R₁和R₂獨立表示氫、C1-C20直鏈或支鏈烷基、C6-C10芳基、烷芳基或芳烷基；或C5-C6環(huán)脂族基團。

在本發(fā)明的再一方面，咪唑-異氰酸酯加合物由式B表示：

其中Z是(CH₂)_n-NH，p是0-1和n是3-8，R₁和R₂獨立表示氫、C1-C20直鏈或支鏈烷基、C6-C10芳基、烷芳基或芳烷基；或C5-C6環(huán)脂族基團；且m是2-8。