[發(fā)明專利]用于環(huán)氧樹脂的聚酰胺硬化劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380054581.0
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104736595A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: E·B·瑞普林格;R·H·杜拉基艾
• 申請（專利權(quán)）人: 陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C08G69/34;C08G73/02;C08G73/06
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂。更確切地說，本發(fā)明涉及用于環(huán)氧樹脂的硬化劑。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及新穎聚酰胺組合物和其作為用于環(huán)氧樹脂的硬化劑的用途。所述新穎聚酰胺是雙(2-(哌嗪-1-基)乙基)胺(BPEA)與二聚體和單體脂肪酸的反應(yīng)產(chǎn)物。與由聚亞烷基胺(例如三亞乙基四胺(TETA))制成的標準聚酰胺相比，BPEA聚酰胺提供更快環(huán)氧樹脂固化速率，并且固化組合物展現(xiàn)更高柔性。另外，BPEA聚酰胺與TETA聚酰胺相比提供更低環(huán)氧樹脂起始固化溫度。這允許在與就標準聚酰胺而言可能的情況相比較低溫度的應(yīng)用中使用BPEA聚酰胺。在涂料應(yīng)用中，BPEA聚酰胺提供更好的膜外觀并且不需要誘導(dǎo)時間。

本發(fā)明的另一方面涉及聚酰胺組合物，其中聚酰胺為BPEA與其它多元胺的過量胺混合物與二聚體和單體脂肪酸的反應(yīng)物。

本發(fā)明的另一方面為BPEA聚酰胺作為環(huán)氧熱固性物中的改性劑的用途。BPEA聚酰胺可以與任何其它胺硬化劑摻合，例如基于TETA的聚酰胺、脂肪族胺(己二胺)、聚亞烷基胺(例如TETA)、環(huán)脂肪族胺(例如異佛爾酮二胺(isophoronediamine))、芳香族胺(例如亞甲基二苯胺)、雜環(huán)胺(例如氨基乙基哌嗪)以及芳基-脂肪族胺(例如間-二甲苯二胺)，并且所得摻合物可以用于固化環(huán)氧樹脂。以此方式，配制品的反應(yīng)性以及固化環(huán)氧熱固性物的最終性質(zhì)可以變化以滿足配制者的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個廣泛方面為包含以下各者的反應(yīng)產(chǎn)物、由以下各者的反應(yīng)產(chǎn)物組成或主要由以下各者的反應(yīng)產(chǎn)物組成的聚酰胺組合物：a)過量多官能胺；與b)二聚體脂肪酸和c)單體脂肪酸中的至少一者。

具體實施方式

多官能胺

優(yōu)選的多官能胺化合物包含至少兩個環(huán)，所述環(huán)各自在每一環(huán)中具有至少兩個通過二元碳間距(C2間距)彼此分隔開的胺基團。在一個優(yōu)選實施例中，例如，以下闡述的通式I和II表示適用于本發(fā)明的環(huán)狀多官能胺化合物的實例。

其中以上式I和II中的每一R、T、U、V、W、X、Y以及Z基團是相同或不同的并且是選自氫或烴基；并且x的值為0到10，其條件是如果x大于1，那么每一T可以相同或不同。

可以用于本發(fā)明的實踐的烴基可以是經(jīng)取代或未經(jīng)取代的直鏈、支鏈或環(huán)狀烴基，例如烷基、芳基、芳烷基等；單價部分，其包括一或多個雜原子；聚醚鏈，其包含一或多個氧基亞烷基重復(fù)單元，例如-R¹O-，其中R¹通常為2到5個碳原子的亞烷基；至少2個重復(fù)單元的其它寡聚或聚合物鏈。在一個實施例中，R、T、U、V、W、X、Y以及Z為H或直鏈、支鏈或環(huán)狀烴基，例如1到10個碳原子、優(yōu)選1到3個碳原子的烷基。在另一實施例中，R、T、U、V、W、X、Y以及Z為H。

在本發(fā)明的實踐中，x的值典型地在1到10范圍內(nèi)，優(yōu)選在2到5范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地在2到3范圍內(nèi)。

適用于本發(fā)明的與式I一致的環(huán)狀多元胺的實例包括雙(2-(哌嗪-1-基)乙基)胺(BPEA)、(3-(哌嗪-1-基)丙基)胺、雙(4-(哌嗪-1-基)丁基)胺、雙(5-(哌嗪-1-基)戊基)胺、雙(6-(哌嗪-1-基)己基)胺、雙(1-(哌嗪-1-基)丙-2-基)胺、雙(2-(哌嗪-1-基)丙基)胺以及其混合物。

適用于本發(fā)明的與式II一致的環(huán)狀多元胺的實例包括2-(4-(2-(哌嗪-1-基)乙基)哌嗪-1-基)乙胺、3-(4-(3-(哌嗪-1-基)丙基)哌嗪-1-基)丙-1-胺、4-(4-(4-(哌嗪-1-基)丁基)哌嗪-1-基)丁-1-胺、5-(4-(5-(哌嗪-1-基)戊基)哌嗪-1-基)戊-1-胺、6-(4-(6-(哌嗪-1-基)己基)哌嗪-1-基)己-1-胺、1-(4-(1-(哌嗪-1-基)丙-2-基)哌嗪-1-基)丙-2-胺、2-(4-(2-(哌嗪-1-基)丙基)哌嗪-1-基)丙-1-胺以及其混合物。

適用于制備本發(fā)明的加合物的環(huán)狀多元胺化合物的一個優(yōu)選實施例包括例如雙(2-(哌嗪-1-基)乙基)胺(BPEA)；高分子量BPEA寡聚物；以及其混合物。

在一個實施例中，多官能胺以過量存在。只有BPEA的仲胺基團可以與羧酸反應(yīng)以制造聚酰胺。由于硬化劑是胺官能性聚酰胺，使用多于羧酸基團的過量仲胺基團。在一個實施例中，仲胺與羧酸當(dāng)量比在1到12范圍內(nèi)，在另一實施例中所述比率在2.5到6.0范圍內(nèi)。