[發明專利]胺類和聚合的酚類及其在單組分環氧樹脂組合物中作為固化劑的用途

有效

• 申請號: 201410338900.7
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104292420B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: G·A·維達吉;G·S·拉爾;S·M·博伊斯;A·H·阿布杜拉扎克;D·N·沙
• 申請（專利權）人: 贏創德固賽有限公司
• 主分類號: C08G59/62
• 分類號: C08G59/62;C08G59/56
• 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: 宓霞

本公開涉及通過提供新的潛伏性環氧固化劑類別而解決了與常規潛伏性環氧固化劑有關的問題。具體來說，本公開涉及通過形成某些類別的胺在多酚樹脂中的固溶體而具有改進的貯存穩定性和低的使用水平(例如，相對于環氧化合物而言小于約10重量％)的環氧固化劑。

背景技術

本發明涉及用于潛伏性固化環氧樹脂組合物中的固化劑和促進劑。

包含環氧樹脂和固化劑(也稱硬化劑)的組合物是本領域已知的。許多固化劑與環氧樹脂在室溫下是反應性的，因此與環氧合并后立即使用。稱為潛伏性硬化劑的其它固化劑在環境溫度下在與環氧樹脂的混合物中是穩定的而僅在被加熱到升高的溫度時實現硬化。

美國專利第3,519,576號和第3,520,905號公開了使用單體多元酚類與多胺類的鹽作為用于環氧樹脂的潛伏性固化劑。美國專利第4,866,133號公開了使用聚合的多元酚與多胺類的固溶體來固化環氧樹脂。所公開的多胺含有至少兩個胺基，其中至少一個為伯胺。美國專利第4,689,390號公開了通過使帶有叔胺和伯或仲氨基的二胺與聚環氧化合物和酚醛樹脂或酚醛化合物反應而制備的潛伏性固化劑。美國公開第US2012-0077943A1號中描述了多胺加合物與雙酚A二縮水甘油醚在多酚樹脂中的溶液。美國專利第7,910,667號公開了多胺的聚脲衍生物的多酚樹脂溶液。WO2012/000171公開了與環氧樹脂一起使用的熱活化叔胺催化劑。

前面提到的專利和專利申請的公開內容通過引用并入本文。

存在對更低成本、更高效的潛伏性環氧固化劑的需要。具體來說，需要在環境溫度下表現出長時間的貯存穩定性而在高于約100℃下迅速固化的潛伏性環氧固化劑。上文列舉的方法和固化劑有著若干缺點，包括高的使用水平、太低的固化溫度或通過多步驟方法(例如與聚環氧化物加合)獲得的前體胺。

發明內容

本發明可通過提供新的潛伏性環氧固化劑類別而解決與常規潛伏性環氧固化劑相關的問題。具體來說，本發明涉及通過形成某些類別的胺在多酚樹脂(polyphenolicresin)中的固溶體而具有改進的貯存穩定性和低的使用水平(例如，相對于環氧化合物而言小于約10重量％)的環氧固化劑。“固溶體”是指向其中溶解了另一物質的固體材料，其通過熔化固體并向其中溶解另一物質、然后冷卻以獲得固體材料來實現。然后將根據本發明的固溶體粉碎成顆粒。所述顆粒可通過使用任何合適的工藝如碾磨或研磨使用常規方法粉碎。通常，所述顆粒具有約2至約50μm、約10μm至約40μm和在一些情況下約30μm至約50μm的粒徑，其中所述粒徑通過使用X-射線衍射技術使用常規方法測定。在本發明的一個方面，本發明的固化劑包含將在高于約100℃(例如，約100℃至約150℃、約110℃至約140℃和在一些情況下約140℃至約150℃)的溫度下引發固化的潛伏性固化劑。

在本發明的另一個方面，包含本發明的固化劑和環氧樹脂的組合物的反應熱(ΔH)可以為約250J/g至約490J/g、約300J/g至約350J/g和在一些情況下約350J/g至約400J/g。這樣的組合物的玻璃化轉變溫度(Tg)可以為約100℃至約140℃、約120℃至約130℃和在一些情況下約130℃至約140℃。

在本發明的另一個方面，用本發明的固化劑固化的環氧組合物的搭接剪切強度可以為約1300psi至約2300psi、約1300psi至約2250psi和在一些情況下約1500psi至約2300psi。這些環氧組合物的T-剝離強度還可以為約9pli至約30pli、約9pli至約28pli和在一些情況下約15pli至約28pli。