[發(fā)明專(zhuān)利]改性雙咪唑類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210434965.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102964568A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡軍;朱德強(qiáng);吳龍;高潔;劉洪來(lái)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G59/50
• 分類(lèi)號(hào): C08G59/50
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31230
• 代理人: 章鳴玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹(shù)脂固化劑領(lǐng)域，具體涉及改性雙咪唑烷烴類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑，更具體涉及雙咪唑烷烴羧酸鹽類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹(shù)脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)低分子化合物，為熱塑性的線型結(jié)構(gòu)，在常溫或受熱后固態(tài)樹(shù)脂即可軟化、熔融，變成粘稠態(tài)或液態(tài)，但并不會(huì)固化，因而單純的環(huán)氧樹(shù)脂本身并不具備良好的工藝性能，無(wú)法直接應(yīng)用于生產(chǎn)制造等領(lǐng)域。只有加入固化劑，在適當(dāng)?shù)臈l件下進(jìn)行固化反應(yīng)，生成交聯(lián)網(wǎng)狀的立體結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹(shù)脂才可顯現(xiàn)出優(yōu)良的力學(xué)性能、電學(xué)性能及耐腐蝕性能。因此，在環(huán)氧樹(shù)脂的各種應(yīng)用中，固化劑占有必不可少的重要地位。

環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的研究一直是環(huán)氧樹(shù)脂研究中最活躍的領(lǐng)域，其中咪唑及其衍生物是十分重要的一個(gè)分支。特別是隨著電子工業(yè)的發(fā)展，咪唑類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂固化劑用量逐年遞增。咪唑類(lèi)化合物作為環(huán)氧樹(shù)脂的新型固化劑和促進(jìn)劑，具有獨(dú)到之處：不需要高溫固化，它的固化機(jī)理與叔胺相似，是陰離子型催化聚合，具有中溫固化特征；所形成的固化物熱變形溫度高，有優(yōu)異的力學(xué)性能、電絕緣性能和耐化學(xué)介質(zhì)性能。咪唑類(lèi)固化劑的堿性比較弱，揮發(fā)度低、無(wú)臭味，毒性也較脂肪族、芳香族胺類(lèi)固化劑小得多；咪唑類(lèi)固化劑的熱穩(wěn)定性好，通常在250℃幾乎不分解。但是，咪唑類(lèi)固化劑熔點(diǎn)較高，與樹(shù)脂相容性較差；并且其活性高，與環(huán)氧樹(shù)脂組成的單組分體系貯存期較短。因此，必須對(duì)其進(jìn)行改性，才能成為在室溫下具有一定貯存期的潛伏性固化劑。

為了改善咪唑類(lèi)固化劑的上述缺點(diǎn)，美國(guó)專(zhuān)利4335228、4742148和中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN20100280192說(shuō)明書(shū)中提出了用異氰酸酯對(duì)單咪唑及其衍生物改性，可提高其貯存期。美國(guó)專(zhuān)利6441064開(kāi)發(fā)了一種單咪唑磷酸鹽，作為含有雙氰胺的單組分環(huán)氧涂料和膠黏劑的固化促進(jìn)劑。美國(guó)專(zhuān)利4358571采用單咪唑先與丙烯酸甲酯反應(yīng)，然后用低碳鏈的脂肪酸或二元羧酸中和，室溫條件下屏蔽氮原子的活性，以延長(zhǎng)貯存期。日本特許公報(bào)9143250采用長(zhǎng)碳鏈取代單咪唑與已二酸反應(yīng)，制備單咪唑已二酸鹽化合物，該類(lèi)化合物既可以用作環(huán)氧樹(shù)脂和雙氰胺的固化促進(jìn)劑，也可作為固化劑單獨(dú)使用。

除了上面所列文獻(xiàn)外，還有不少文獻(xiàn)公開(kāi)了咪唑類(lèi)化合物的各種改性方法。然而，采用具有一定長(zhǎng)度碳鏈鏈接的雙咪唑烷烴與具有一定空間位阻的羧酸鹽化合的改性方法，及其作為環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑的研究未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一類(lèi)新的改性雙咪唑烷烴類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供新的改性雙咪唑烷烴類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

提供一種雙咪唑烷烴羧酸鹽類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑，具有如下結(jié)構(gòu)式I、Ⅱ或Ⅲ：

其中R為氫原子、甲基、乙基或苯基，n=4-10，p=4-8。

本發(fā)明的雙咪唑烷烴羧酸鹽類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑由雙咪唑烷烴與多元羧酸成鹽所得。

所述雙咪唑烷烴結(jié)構(gòu)如式IV所示

其中，R為氫原子、甲基、乙基或苯基，n=4-10。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述雙咪唑烷烴類(lèi)化合物選自雙咪唑基丁烷、雙咪唑基己烷、雙咪唑基辛烷、雙咪唑基癸烷等。

在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，雙咪唑烷烴選自1,4-二咪唑基丁烷、1,4-二（2-乙基咪唑）基丁烷、1,4-二（2-苯基咪唑）基丁烷、1,6-二咪唑基己烷、1,6-二（2-乙基咪唑）基丁烷、1,6-二（2-苯基咪唑）基丁烷、1,8-二咪唑基辛烷、1,8-二（2-乙基咪唑）基丁烷、1,8-二（2-苯基咪唑）基丁烷、1,10-二咪唑基癸烷、1,10-二（2-乙基咪唑）基丁烷和1,10-二（2-苯基咪唑）基丁烷。

在一個(gè)最優(yōu)選的實(shí)施方案中，雙咪唑烷烴類(lèi)化合物選自1,4-二咪唑基丁烷、1,4-二（2-乙基咪唑）基丁烷、1,4-二（2-苯基咪唑）基丁烷、1,6-二咪唑基己烷、1,8-二咪唑基辛烷和1,10-二咪唑基癸烷。

制備本發(fā)明的雙咪唑烷烴羧酸鹽類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑中所用的多元羧酸選自二元羧酸或三元羧酸。

二元羧酸可選自丁二酸、已二酸、辛二酸和對(duì)苯二甲酸；三元羧酸可選自1,3,5-均苯三甲酸。

本發(fā)明的雙咪唑烷烴羧酸鹽類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂潛伏性固化劑制備方法如下：

將式IV所示雙咪唑烷烴

其中，R為氫原子、甲基、乙基或苯基，n=4-10，

與多元羧酸混合于極性非質(zhì)子性溶劑中，于80-100℃加熱反應(yīng)3-6小時(shí)。