[發明專利]包含尿素固化劑的可低溫固化的環氧組合物

有效

• 申請號: 201010278551.6
• 申請日: 2010-09-09
• 公開（公告）號: CN102020591A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: A·H·阿布道拉扎克;G·A·維達吉
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: C07C273/18
• 分類號: C07C273/18;C07C275/28;C07C275/40;C08G59/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳文平;徐志明

背景技術

環氧樹脂基的粘合劑被用于汽車、電子、航空和通用工業中的各種不同應用中。由于它們具有優于常規的粘接系統的優勢，它們不斷地取代了常規的粘接系統，例如錫焊、焊接、鉚釘、釘子、螺釘和螺栓。這些優勢中的一些優勢包括在不對基底造成損害的情況下粘接相似或不同的基底、在大面積上應力分布更好、抗疲勞性及抗噪音性和抗振性更好。

基于單組分環氧樹脂的粘合劑系統比雙組分系統為更優選的，這是因為其不需要與雙組分系統相關的混合步驟、其涂覆所需的時間、貯存和運輸過程中的冷卻。

本發明涉及用于環氧樹脂(包括100％固體的環氧組合物和水基組合物，特別是單組分100％固體的環氧組合物)的潛在固化劑和加速劑。“潛在”固化劑指在配制的環氧系統中正常環境條件下不反應、但是在升高的溫度下很容易與環氧樹脂反應的固化劑。“加速劑”是加速環氧樹脂與固化劑之間的反應的那些物質。“單組分”環氧組合物通常是環氧樹脂、固化劑和任選的加速劑，以及添加劑和填充劑的混合物。“100％固體”是指環氧組合物不包含水或有機溶劑。

發明內容

本發明提供了作為異氰酸酯和烷基化的聚亞烷基多胺(特別是甲基化的聚亞烷基多胺)的反應產物的尿素化合物組合物，以及在熱固化單組分環氧樹脂組合物中作為潛在固化劑或作為潛在固化劑的加速劑的用途。單組分環氧樹脂組合物包含潛在固化劑、任選的但優選的該固化劑的加速劑和環氧樹脂的接觸產物。

在本發明的一方面中，潛在固化劑或加速劑是作為異氰酸酯和具有至少一個伯胺或仲胺和至少兩個叔胺的烷基化的聚亞烷基多胺的反應產物的尿素化合物，該烷基化的聚亞烷基多胺如以下通式所示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅獨立地代表氫、甲基或乙基；n和m獨立地為1-6的整數；和X為1-10的整數。本發明的一方面是該尿素反應產物組合物自身。

在本發明的另一方面中，單組分環氧樹脂組合物包含作為固化劑的該尿素化合物、任選的該固化劑的加速劑和環氧樹脂的接觸產物。在本發明的另一方面中，單組分環氧樹脂組合物包含作為潛在固化劑的雙氰胺或酸酐、作為該固化劑的加速劑的該尿素化合物和環氧樹脂的接觸產物。

本發明的一方面涉及作為環氧樹脂固化劑的該尿素化合物，以及它們在單組分可熱固化環氧組合物(例如100％固體的組合物和水基組合物)中的用途。

在再另一方面，本發明涉及作為潛在固化劑(例如雙氰胺或酸酐)的加速劑的該尿素化合物，以及它們在單組分可熱固化環氧組合物(例如100％固體的組合物和水基組合物)中的用途。

包含該尿素反應產物組合物的本發明的各個不同方面包括如下方面：

·熱固化單組分環氧組合物的固化劑。

·熱固化單組分環氧組合物中的潛在固化劑的加速劑。

·提供低溫固化和貯存穩定性的單組分100％固體的環氧組合物，包含：尿素化合物、潛在固化劑(例如雙氰胺或酸酐)和環氧樹脂。

·提供低溫固化和貯存穩定性的單組分水基環氧組合物，包含：尿素化合物、潛在固化劑(例如雙氰胺或酸酐)和環氧樹脂。

·提供低溫固化和貯存穩定性的單組分100％固體的環氧組合物，包含：作為潛在固化劑的尿素化合物、任選的加速劑和環氧樹脂。

·提供低溫固化和貯存穩定性的單組分水基環氧組合物，包含：作為潛在固化劑的尿素化合物、任選的加速劑和環氧樹脂。

本發明的尿素化合物(即尿素反應產物組合物)據發現在低溫下使環氧樹脂固化，且可在單組分環氧樹脂組合物中用作單獨的固化劑或潛在固化劑(例如雙氰胺(DICY)或酸酐)的加速劑。

本文公開的本發明的每一方面和每一實施方式都意圖與本發明公開的所有其他方面和實施方式單獨地和以其所有可能的組合方式相結合。

本文使用的術語“接觸產物”是指其中組分以任意順序、任意方式或在任意時間長度內共同接觸的組合物。例如，可以通過摻合或混合使組分接觸。此外，任何組分的接觸可在本文描述的組合物的任何其他組分存在或不存在的情況下發生。此外，在將組分共同接觸時，所述組分中的兩種或多種組分可以反應以形成另外的組分。

具體實施方式

本發明涉及特定的尿素化合物，以及它們在固化環氧樹脂組合物的過程中作為固化劑或作為潛在固化劑(例如雙氰胺或酸酐)的加速劑的用途。

潛在固化劑或加速劑為尿素化合物，其是異氰酸酯和具有至少一個伯胺或仲胺和至少兩個叔胺的烷基化的聚亞烷基多胺的反應產物，該烷基化的聚亞烷基多胺如以下通式所示：