[發明專利]固化劑的改善或與之相關的改善

在審

• 申請號: 201980057107.0
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN112638983A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: C·梅森;N·弗奇
• 申請（專利權）人: 赫克塞爾合成有限公司
• 主分類號: C08G59/40
• 分類號: C08G59/40;C08G59/70;C08J5/24
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 封新琴

一種固化體系，其包含己二酸二酰肼和/或間苯二甲酸二酰肼與包合物的組合，其中所述包合物的客體化合物包括咪唑、咪唑啉或二氮雜雙環烷烴(DBCA)。

本發明涉及固化配制品，并且特別涉及可用于固化熱固性樹脂的固化配制品。

背景技術

復合材料以多種形式產生。浸漬有可固化樹脂基質配制品的纖維層在本文中被稱為預浸料。這些材料中的樹脂基質配制品可以是未固化或部分固化的。模制配混物通常包含呈切碎的各向同性或準各向同性形式的纖維材料與熱固性樹脂基質配制品的組合。

樹脂基質配制品可以選自大范圍的可聚合組分和添加劑。常用的可聚合組分包括環氧樹脂、聚酯、乙烯基酯、多異氰酸酯、和酚醛樹脂。含有這些組分的配制品通常分別被稱為環氧樹脂配制品、聚酯配制品、乙烯基酯配制品、多異氰酸酯配制品和酚醛樹脂配制品。

復合材料的所需特性是，當固化時，它具有所需的玻璃化轉變溫度(Tg)并且還具有其中采用它的用途所需的機械特性。在某些應用中，重要的是，在潮濕或濕潤的條件下保留Tg(“濕Tg”)。熱固性材料用于結構部件，因為與熱塑性塑料相比，它們具有出色的機械性能和抗蠕變性。對于這些應用，熱固性基質應具有足夠高以允許在固化溫度下脫模的初始固化Tg。較高的固化Tg能力能夠使樹脂在較高的固化溫度下固化；并且使用較高的固化溫度具有以下益處：由于反應性隨溫度而升高，其能夠實現更快的固化周期。

使用數字掃描量熱法(DSC)，根據ASTM E1356測量固化Tg。遵循以下方式測量保留或濕Tg：將純樹脂配制品在150℃下等溫固化2分鐘并且將固化的配制品在70℃的水中暴露14天，并且然后使用相同的測量標準ASTM E1356測量樣品的Tg。

熱固性樹脂配制品包含催化劑和/或固化劑，并且根據樹脂的性質、有待生產的產品和所需的樹脂的固化周期來選擇它們。支持大批量制造速率(例如汽車部件的制造)的復合材料的固化周期要求非常短的固化周期。固化周期為2.5分鐘的樹脂配制品是已知的，并且它們可以提供大約166000個零件/模具/年的制造速率(假設30秒的卸載-重載時間和95％的利用率)。然而，將希望縮短這樣的固化周期時間。

此外，希望將熱固性材料用于結構部件，因為與熱塑性塑料相比，它們具有出色的機械性能和抗蠕變性。熱固性基質必須具有足夠高以允許在固化溫度下脫模的初始固化Tg。因此，本發明尋求提供這樣的樹脂配制品，其在固化時具有快速固化和高Tg。有待在汽車工業中使用的材料還必須抵抗多種多樣的環境條件。

可以用兩組分(2k)混合樹脂體系在較低的溫度下實現非?？焖俚墓袒?，但是混合/計量和應用這些材料所需的設備使其對于在非常大的批量制造中使用是不切實際的。另外，這樣的方法要求在另外的先前步驟中構造干燥的預成型件，隨后將其與混合樹脂體系一起注入或灌注；這種干燥的預成型件的生產可能是耗時的，并且難以準確地定位到模具中，特別是如果其形狀復雜的話。此外，這樣的體系具有低的儲存穩定性，并且如果快速固化的高Tg樹脂體系可以作為完全混合的配制品而存在并且具有若干周的潛伏而不需要冷藏，則它將是有益的。這樣的樹脂體系可以在纖維增強材料的制造時存在于其中以形成預浸漬材料(預浸料)，可以將所述預浸漬材料在自動化過程中切割成定向的并且堆疊，從而允許最終用戶容易放置到模具中以制造復合材料零件，用于最終固化。

在室溫下穩定(潛伏)并且快速固化的熱固性基質配制品典型地使用潛伏的胺，并且通過urone加快固化時間。盡管它們對初始固化有效，但是這些固化劑可能導致工作Tg溫度低，因為潛伏的胺和urone的組合易感于高水平的水吸收和基質塑化。

基于咪唑的固化劑被廣泛用于固化熱固性樹脂。不幸的是，這些固化劑的反應性非常大，因此樹脂和這些固化劑的混合物存在以下問題：它們顯示出較早的固化開始并且不能用作單組分環氧樹脂組合物，因為所述組合物將在運輸或儲存中增稠、膠凝和固化，因此所述組合物在使用時制造并且然后遞送。