[發明專利]聚酯-環氧聚合物組合物

有效

• 申請號: 201780052006.5
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN109661417B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: W·A·卡普蘭;J·S·韋斯特福爾
• 申請（專利權）人: 斯泰潘公司
• 主分類號: C08G59/62
• 分類號: C08G59/62;C08G59/42;C08G63/91;C08L63/00;C08L67/02
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 桑傳標

本發明公開了聚酯?環氧聚合物(PEEP)組合物。該PEEP組合物包括聚環氧化合物(當量在125?250g/eq.之間)和聚酯多元醇化合物的反應產物。環氧當量與羥基當量的比值在0.8?3.5之間。所述PEEP組合物的T_g在?40℃至60℃之間。本發明還公開了制備PEEP組合物的高溫固化和低溫固化方法。通過簡單而創新的方法，采用易得的起始材料而不依賴于多異氰酸酯或多胺，本發明組裝了可用于膠黏劑、涂層、彈性體和其它有價值產品的新型聚合物。與傳統環氧樹脂產品相比，所述PEEP組合物具有較高的伸長率和較低的T_g。

技術領域

本發明涉及聚酯-環氧聚合物(polyester-epoxide polymer，PEEP)組合物及其在聚氨酯應用中的用途。

背景技術

環氧-官能組合物長期以來被認為是制備環氧樹脂的結構單元。例如，雙酚和環氧氯丙烷的反應產物，是環氧樹脂工業的支柱，并且作為樹脂(瀚森特種化學公司(Hexion Specialty Chemicals))已經銷售多年。環氧樹脂與“固化劑”或其它交聯劑(通常是多胺、多羧酸或多硫醇)發生反應以生成用于膠黏劑和其它終端用途的固化高聚物。

環氧樹脂也常與丙烯酸或甲基丙烯酸反應以生產“乙烯基酯”樹脂。乙烯基酯具有羥基和丙烯酸官能團，并被視為“高端”的不飽和聚酯樹脂品種。與不飽和聚酯樹脂一樣，乙烯基酯樹脂用苯乙烯和自由基引發劑固化，但它們可以使塑料具有通用不飽和聚酯樹脂不易實現的性能。

羥基封端的聚酯多元醇占據另一個不同的領域。這些是脂肪族或芳香族中間體，其與多異氰酸酯反應生成聚氨酯。芳香族聚酯多元醇通常用來制造用于建筑產品的硬質聚氨酯泡沫，而脂肪族聚酯多元醇更常見于聚氨酯涂層或彈性體的應用中，例如鞋底。

盡管羥基官能材料可以至少在理論上應用于固化環氧樹脂，傳統實踐表明，與環氧基團更快反應的多胺更加適合這個目的。在已經與環氧樹脂反應的聚酯中，大多數用羧酸基團封端。

因此，盡管環氧樹脂和羥基封端的聚酯多元醇長期存在，但關于這些反應產物可能存在的好處的報道相對較少。一般來說，當聚酯多元醇已經與環氧樹脂反應，多元醇具有特別高的羥基官能度(4)或羥基值(500mg KOH/g)，如樹枝狀或超支化聚酯多元醇的情況。在其它變體中，環氧反應性基團與羥基反應性基團的摩爾比超過約4:1。

大多數環氧基產品所面臨的挑戰是使產品在以低成本生產時具有所需的彈性，同時保持其它重要性能。大多數環氧基產品具有相對高的玻璃化轉變溫度(Tg80℃)和低的極限伸長率(10％)。

該行業將會受益于這樣的環氧基產品的實用性，其具有提高的伸長率、降低的T_g值，以及在膠黏劑、涂層、彈性體和其它類似產品中的良好整體性能平衡。理想的是，產品可以采用市售或易于制備的起始原料、常規設備和普通方法條件下制備。理想情況下，不使用價格昂貴且需要特殊處理的聚異氰酸酯，也不需要使用造成環境或其它挑戰的聚氨類固化劑，就可以實現具有優異物理和機械性能的環氧樹脂產品。

發明內容

一方面，本發明涉及聚酯-環氧聚合物(PEEP)組合物。該PEEP組合物包括聚環氧化合物和多元醇組合物的反應產物。所述聚環氧化合物的當量在125-250g/eq之間。所述多元醇組合物包括聚酯多元醇，該聚酯多元醇的羥基值在50-400mg KOH/g之間，平均羥基官能度在1.5-4.0之間且酸值小于5mg KOH/g。所述聚環氧化合物的環氧當量與多元醇組合物的羥基當量的比值在0.8-3.5之間。采用差示掃描熱量法測定，所述PEEP組合物的玻璃化轉變溫度在-40℃至60℃之間。

本發明包括制備上述PEEP組合物的方法。這樣的一種方法包括在50℃至100℃的溫度范圍內加熱混合物，該混合物包括前述聚環氧化合物和多元醇組合物，所述多元醇組合物包括聚酯多元醇。所述聚環氧化合物的環氧當量與多元醇組合物的羥基當量的比值在0.8-3.5之間，且所述PEEP組合物的T_g在-40℃至60℃之間。