[發明專利]環氧樹脂固化組合物和包含其的環氧樹脂體系

有效

• 申請號: 201080062061.0
• 申請日: 2010-10-25
• 公開（公告）號: CN102741313A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: L·S·科里;C·E·阿什
• 申請（專利權）人: 邁圖專業化學股份有限公司
• 主分類號: C08G59/14
• 分類號: C08G59/14;C08L63/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳冀

技術領域

本發明涉及用于環氧樹脂體系的固化組合物，涉及使用所述固化組合物制備的且相對于現有技術的環氧體系顯示十分有利的拉伸強度和伸長率的組合。本發明還涉及制備彈性環氧樹脂體系的方法和涉及由其制備的制品。本發明的彈性環氧樹脂體系包含含有至少一種單伯胺的固化劑，并且在一些應用中特別有用，例如，如，澆鑄、封裝、復合材料、裂縫填封、涂裝、粘合劑、屋面材料、鋪地材料或增強膜。

背景技術

在制備柔性的、彈性的或高伸長率的環氧樹脂體系的過程中，柔性和低T_g通常是通過環氧樹脂、固化劑或二者引入到體系中的。

為固化的環氧樹脂體系賦予柔性的環氧樹脂包括具有縮水甘油基末端基團的不同分子量的環氧化的植物油、甘油酸化的二聚脂肪酸(glycidated?dimerized?fatty?acid)和聚(氧化丙烯)二醇。環氧化的植物油價格便宜，但是在室溫下用脂肪族胺固化困難，甚至不能固化。它們可以用強酸固化劑固化，但是所得的固化材料不牢固且容易被撕裂。甘油酸化的二聚脂肪酸為通過困難的間歇法制備的昂貴的低產量的產品。它們具有有限的存儲穩定性，以及使用它們制備的固化材料趨向于具有高吸水率。甘油酸化的聚(氧化丙烯)二醇也是昂貴的低產量的樹脂，其趨向于相對緩慢地固化，并且其趨向于不能提供高的網絡強度。

賦予環氧體系柔性的固化劑包括：長鏈聚(氧化丙烯)二胺、通過二聚的脂肪酸轉化為腈以及接著使腈基氫化為胺基團而制備的“二聚二胺”、二聚的脂肪酸與包含一個伯胺和一個仲胺基團的胺(例如N-(氨基乙基)哌嗪或氨基乙基乙醇胺)或兩個仲胺基團(例如哌嗪)的縮合物。所有的這些固化劑具有各種缺點。所述長鏈聚(氧化丙烯)二胺在室溫下固化環氧樹脂極其緩慢，通常即使當在高度加速的情況下，也需要花費超過一天的時間使環氧樹脂膠凝。所述“二聚二胺”的固化速度比所述長鏈聚(氧化丙烯)二胺快，但是非常昂貴，并象聚(氧化丙烯)二胺一樣，其趨向于在給定的伸長率下賦予固化的體系低的拉伸強度。

二聚脂肪酸與包含一個伯胺和一個仲胺基團或兩個仲胺基團的胺的縮合物(例如，美國第6,127,508號和第6,500,912號)克服了許多的這些缺點，因為固化相當快，并且在給定的伸長率水平下固化的產物也具有相對高的拉伸強度。然而，這些二聚酸-胺縮合物固化劑的主要缺點為它們的高粘度，通常在25℃下高于遠10Pa-s(10000cP)，并通常高于30Pa-s(30000cP)。高粘度使得在室溫下混合和除氣相當困難。可以通過加入標準的多胺固化劑(例如，氨基乙基哌嗪和其它的亞乙基胺)降低所述固化劑的粘度，還可以通過加入非反應稀釋劑(例如洗滌劑范圍的醇的乙氧基化物)降低所述固化劑的粘度。然而，多胺的低胺氫當量嚴重限制了可用作稀釋劑而不無可接受固化樹脂的伸長率損失的多胺的量。這種最大量通常不足以得到所需的粘度減小。當使用非反應性的稀釋劑(例如洗滌劑范圍的醇的乙氧基化物)時，引入足夠的稀釋劑以顯著降低粘度將趨于引起固化樹脂產物變得柔軟和不牢固(例如，美國專利第6,127,508號，實施例4)。

基于此，本領域需要用于彈性環氧樹脂體系的固化劑，該固化劑價廉、在環境溫度下快速固化、在環境溫度下具有低粘度并且與現有技術的樹脂組合物相比，由其制備的固化彈性環氧樹脂顯示提高的拉伸強度和伸長率。

附圖說明

圖1為本發明的組合物相對于現有技術的組合物的拉伸性能組合的圖表。

發明內容

在一個方面，本發明為包含環氧樹脂體系的組合物，所述環氧樹脂體系包含環氧樹脂組分和固化劑的反應產物。所述固化劑包括由式R-NH2表示的單伯胺，其中，R為包含約8個至約50個碳原子的烴基，并且所述固化劑基本不含有具有至少3個活性氫原子的交聯劑。所述環氧樹脂組分和固化劑的固化反應產物顯示在25℃下，根據ASTMD-368測量的>1MPa的拉伸強度和>100%的伸長率。

在另一方面，本發明為包含環氧樹脂體系的組合物，所述環氧樹脂體系包含環氧樹脂組分和固化劑的反應產物。所述固化劑基本由式R-NH2表示的單伯胺組成，其中，R為包含約8個至約50個碳原子的烴基。所述環氧樹脂組分和固化劑的固化反應產物顯示在25℃下，根據ASTM?D-368測量的>1MPa的拉伸強度和>100%的伸長率。