[發明專利]基于甘油的環氧樹脂

在審

• 申請號: 201780043726.5
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN109661430A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·羅什·克拉克;約瑟夫·亞德里恩·米夫薩德;內爾·阿蘭·特勞特
• 申請（專利權）人: 斯蒂德米弗薩德有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08G59/50;C08G59/22;C08G59/32;C08G59/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;蔡勝有

包含環氧組分和任選的反應性組分的脂族環氧樹脂前體組合物，所述組合物不含酚，其中所述環氧組分是基于甘油的醚，以及其中所述前體組合物包含大于約60％(w/w)的所述環氧組分和0％(w/w)至30％(w/w)的所述反應性組分。包含前體組合物和固化組分的固化脂族環氧樹脂，所述前體組合物包含環氧組分和任選的反應性組分，以及固化樹脂不含酚，其中所述環氧組分是基于甘油的醚，以及其中所述前體組合物包含大于約60％(w/w)的所述環氧組分和0％(w/w)至30％(w/w)的所述反應性組分。

相關申請

本申請要求于2016年6月15日提交的澳大利亞臨時專利申請2016902323的公約優先權。該申請的內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及不含酚的環氧樹脂，并且其更具體地為基于甘油的環氧樹脂，甘油是天然存在且可再生的不含酚的化合物。

背景技術

環氧樹脂是Castan和Greenlee于1927年在美國通過將環氧官能團用于聯苯和多種固化劑而發現的。術語“環氧樹脂”通常用于指包含具有環氧官能團的單體的原始的未固化組合物(前體組合物)，以及具有多種聚合水平的固化最終產物(固化樹脂)二者。

環氧樹脂在工業上具有廣泛的應用，包括作為粘合劑、結構復合材料、電子電路板、電子產品、運動設備、包裝材料、地板材料和涂料。市售的環氧樹脂通常由基于石油的化合物(例如源自化石燃料的合成化合物雙酚A(BPA))制成。雙酚類是一組具有兩個羥基苯基的化合物和反應物例如丙酮、甲醛和三氧化硫。這些產品分別稱為雙酚A、雙酚F和雙酚S。

雙酚類已特別引起美國食品藥品監督管理局(FDA)和歐洲食品安全局(EFSA)的關注，因為擔心它們可能是內分泌干擾物。這對于與食品接觸、作為金屬罐上的常見涂層和/或作為聚碳酸酯塑料瓶的常見組分的樹脂(例如雙酚F樹脂和雙酚A樹脂)特別重要。

發明內容

在最近30年中，生物柴油生產在世界范圍內顯著增加(生物柴油是長鏈脂肪酸酯)，結果是副產物甘油(丙-1,2,3-三醇)的生產也在增加。對于每3摩爾生物柴油，生產1摩爾甘油，并且據報道，每年生產高至1百萬噸甘油作為生物柴油生產的廢產物，通常焚化甘油以對其進行處理，這又產生大氣中二氧化碳的另一種不必要的來源。

本發明人已經確定，有用的是能夠使用過量的甘油來開發不含雙酚而又具有可接受的特性而能夠替代并且作為在商業上可用作基于雙酚的環氧樹脂的環氧樹脂。

本發明因此提供了包含環氧組分和任選的反應性組分的脂族環氧樹脂前體組合物，所述組合物不含雙酚，其中環氧組分是基于甘油的醚，以及其中前體組合物包含大于約60％(w/w)的環氧組分和0％(w/w)至30％(w/w)的反應性組分。

環氧樹脂前體組合物是通常含有至少兩個環氧基的低分子量預聚物，預聚物通常是已經至少部分地反應至中間分子量狀態的單體的系統。這樣的組合物然后能夠進一步聚合至完全固化的高分子量狀態。由于術語“環氧樹脂”經常用于描述液體前體組合物(固化前)和固化后的固體樹脂二者的常見命名混淆，因此在本說明書中，使用術語“脂族環氧樹脂前體組合物”和“固化脂族環氧樹脂”來區分這兩種不同的狀態。

本文使用術語“脂族”意指環氧組分通常通過脂族醇或多元醇的縮水甘油化而形成，并且大體上不衍生自酚或經取代的酚化合物(例如苯基酚、丁基酚、壬基酚、甲酚、雙酚A、雙酚F、丁氧基羥甲基化雙酚A、酚醛清漆酚醛樹脂、甲階酚醛樹脂等)。具有開放的碳原子鏈的脂族環氧樹脂前體組合物與具有閉環碳鏈(例如酚)的芳族組合物是可區分的。實際上，在本發明中，環氧組分是基于甘油的醚，使得前體組合物和固化樹脂都不需要含有、也不含有任何酚。