[發明專利]具有高熱穩定性和韌性的環氧樹脂

有效

• 申請號: 201280023141.4
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN103534289A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: D·S·金凱德;D·勒;D·L·約翰遜
• 申請（專利權）人: 亨斯邁先進材料美國有限責任公司
• 主分類號: C08G59/06
• 分類號: C08G59/06;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: 王健

對相關申請的交叉引用

不適用

關于聯邦贊助研究或開發的聲明

不適用

發明領域

本發明涉及環氧樹脂組合物，其在固化時表現出優選的化學和物理特性。特別地，本發明的固化環氧樹脂組合物表現出高玻璃化轉變溫度和高斷裂韌度。

發明背景

環氧樹脂公知可用于處理表面（例如混凝土、金屬、電氣部件和石膏板）以防止由日常使用和環境造成的腐蝕和其它形式的磨損和撕裂。環氧樹脂通常含有多個環氧基或環氧乙烷基團，它們與固化劑反應形成網絡或顯著交聯體系。

固化劑有別于在本文中被稱作擴鏈劑的化合物。本文所用的“擴鏈劑”意在表示具有兩（2）個能與環氧基反應的位點的化合物。在聚合過程中，擴鏈劑通常嵌入環氧樹脂鏈之間，在幾乎不發生交聯的情況下擴鏈。與此相比，“固化劑”是指能在顯著網絡化或交聯下催化環氧樹脂聚合的化合物。

在許多用途中，希望固化環氧產品表現出相對較高的玻璃化轉變溫度(Tg)。獲得較高玻璃化轉變溫度的一種常用方法是通過使用多官能環氧樹脂，如美國專利No.4,559,395、4,645,803、4,550,051、4,529,790、4,594,291、2,947,726、2,971,942和2,809,942中描述的那些。但是，多官能環氧樹脂通常不是非常堅韌或延展并因此在一些用途中不合意。此外，如果為實現高耐熱性而將大濃度的極性基團并入該樹脂中，固化產品可能表現出差的耐濕性。

改進韌性和撓性的一種方法是通過使用擴鏈劑，如雙酚A，其可以在固化前并入環氧樹脂中。盡管所得固化產品通常表現出相對較高的固化程度和韌性或延性，但該固化產品由于低交聯密度還傾向于表現出相對較低的玻璃化轉變溫度。美國專利No.4,980,234中所述的基于9,9-雙(4-羥苯基)芴的二縮水甘油醚的環氧樹脂據稱在固化時提供具有高玻璃化轉變溫度和彎曲模量以及低耐濕性的材料。

本發明的一個目的是提供可用于獲得具有更高的玻璃化轉變溫度以及優異的機械性質和低吸濕性的固化環氧產品的新型環氧樹脂組合物。

發明概述

本發明涉及環氧樹脂組合物，其包含：

(a)聚環氧化物樹脂；

(b)擴鏈劑，其包含至少一種通式(III)或(V)的化合物：

OH-A-OH??????(III)

R²O-A-OR²?????(V)

其中A是具有式(IV)的基團

(IV)

其中Z是氫、甲基或苯基；且A₁代表完成芳族殘基所需的有機基團且R²是具有1至6個碳原子的環氧官能化烷基；

(c)增韌劑；

(d)固化劑；和任選

(e)雙酚化合物。

上述組分在組合物中提供時意外地在固化后產生表現出高玻璃化轉變溫度和改進的斷裂韌度的固化環氧樹脂。

發明詳述

如果出現在本文中，術語“包含”及其派生詞無意排除任何附加組分、步驟或程序的存在，無論其在本文中是否公開。為避免任何疑問，本文中通過使用術語“包含”要求保護的所有組合物可包括任何附加添加劑、輔助劑或化合物，除非作出相反的陳述。相反，術語“基本由...構成”如果出現在本文中，在任何隨后列舉的范圍中排除除了對可操作性而言不是必需的那些外的任何其它組分、步驟或程序，如果使用術語“由...構成”，其排除沒有具體描述或列舉的任何組分、步驟或程序。除非另行規定，術語“或”是指單獨以及任何組合的所列成員。

冠詞“一”在本文中用于表示一個或多于一個（即至少一個）該冠詞的語法對象。例如，“一環氧基”是指一個環氧基或多于一個環氧基。

短語“在一個實施方案中”、“根據一個實施方案”等通常是指該短語后的特定要素、結構或特征包括在本發明的至少一個實施方案中并可能包括在本發明的多于一個實施方案中。重要地，這樣的短語不一定是指相同實施方案。

如果說明書指出一組分或要素“可能”、“可以”、“可”被包括或具有某一特征，該特定組分或要素不是必須被包括或具有該特征。