酯预增长的环氧基封端的韧性改进剂及其制备方法技术

技术编号:5509236 阅读:187 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及韧性改进剂。推荐了具有官能端基的封端聚合物,其通过多元醇预增长并且通过另一反应变为具有其他官能团的聚合物而进行封端。所述韧性改进剂的特征是,使得组合物的特性劣化的反应物或反应物副产物的含量极低,且大大降低甚至排除了较高分子量的加合产物的形成,从而产生非常低的粘性且具有良好的储存稳定性。特别优选式(Ⅰ)的环氧基封端的聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及韧性改进剂领域。 现有技术 聚合物长期以来被用作原料。然而,某些聚合物存在问题,即在突然的冲击负荷下聚合物基质会破裂,也就是说其冲击韧性极低。特别是基于环氧树脂的聚合物基质虽然非常坚固,但多数不是很有冲击韧性。因此,很久以来一直在尝试改善冲击韧性。 例如长久以来尝试应用特殊的被称为所谓液体橡胶的共聚物。通过化学反应性基团,例如羟基、羧基、乙烯基或氨基的应用可以将这类液体橡胶化学引入基质中。因此,长期以来例如都存在用羟基、羧基、乙烯基或氨基封端的反应性液体橡胶丁二烯/丙烯腈共聚物,其以商品名 由B.F.Goodrich公司或Noveon公司提供。为此总是使用羧基封端的丁二烯/丙烯腈共聚物作为原始基础,通常向其中添加大大过量的二胺、二环氧化物或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。然而,这一方面导致形成高粘性或者另一方面导致非常高含量的没有反应的二胺、二环氧化物或(甲基)丙烯酸缩水甘油酯,它们或者必须被费力地除去或者对机械特性有极大的不利影响。 然而,经常还存在着获得经进一步提高的冲击韧性和得到更广泛多样的韧性改进剂的愿望。在这一方向上的这种可能性在于,通过双酚或通过在制备时应用较高分子量的环氧树脂来对环氧基封端的聚合物进行扩链。在此,分别根据反应进程,还产生大量没有反应的双酚或经增长的环氧树脂,这两者都可以快速地对组合物的特性产生不利的影响。另外,这类加合物很快就不再是液态的了,由此使得这类包含韧性改进剂的组合物结果是经常不再可以工艺可靠地进行施用。此外,双酚的应用导致储存稳定性降低。
技术实现思路
本专利技术的目的因此是,提供具有官能端基的韧性改进剂,其能够克服现有技术中的问题。根据权利要求1、9、11和12的聚合物即提供了这类聚合物。它们均由根据权利要求9的羧基封端的聚合物制备,并且该羧基封端的聚合物就其本身而言可以由容易得到的羧基封端的丁二烯/丙烯腈共聚物获得。通过由用于预增长和封端的不同分子得出的可能性,可以得到大量不同的韧性改进剂,并且它们能根据需求进行剪裁。利用官能团封端的聚合物具有很大优势,即它们具有很窄的分子量分布以及具有非常高份额的适合用作韧性改进剂的分子。 这种优势特别通过根据权利要求9的羧基封端聚合物的制备方法来获得,该羧基封端的聚合物作为根据权利要求1、11和12的聚合物制备的起始点并且特别是通过根据权利要求15的包括两个步骤的、用于制备端基封端聚合物的方法。在根据权利要求13的方法中保证了,在可能的情况下没有反应的反应物只是作为已经起到韧性改进剂作用的物质而存在,它们在必要时进一步产生根据权利要求1、11或12的聚合物的反应步骤中同样反应生成反应性韧性改进剂。因此,不形成或只形成次要量的对机械性能产生不利影响的化合物,从而可以提供特别有潜力的韧性改进剂。尽管由预增长和环氧化物封端得出许多可能性,但所述聚合物令人惊奇地是低粘性的。 根据权利要求1、9、11和12的聚合物能够广泛用作提高根据权利要求16的聚合物基质冲击韧性的试剂。特别优选用在环氧树脂基质中。 本专利技术的另一方面涉及包含根据权利要求1、9、11或12的聚合物的组合物以及根据权利要求22和23的经固化的组合物。 特别优选在粘合剂,特别是热固化性环氧树脂粘合剂中使用这类聚合物。它们具有特别好的冲击韧性。 本专利技术的优选实施方式是从属权利要求的主题。 本专利技术的实施方式 本专利技术在第一方面涉及式(I)的环氧基封端的聚合物。 在此,R1代表羧基封端的丁二烯/丙烯腈共聚物CTBN在除去末端羧基后的二价残基。另外,R2代表具有n个OH基团的多元醇P在除去n个OH基团后的残基。另外,Y1代表H或甲基。R3代表除去两个缩水甘油醚基团后的二缩水甘油醚DGE。最后n代表2至4的值,特别是2。 作为“缩水甘油醚基团”在此应理解为式 的基团,亦即除了在该式中Y1代表H的情况之外,在本文中出于简化的目的,其中Y1代表甲基的那样的后一个式的基团也称作为“缩水甘油醚基团”。特别地,R1代表一种例如通过形式上除去以 CTBN的名称由Noveon公司商业出售的羧基封端的丁二烯/丙烯腈共聚物CTBN的羧基而得到的残基。其优选具有式(IV)的结构。 在此,虚线表示两个羧基的连接位置。R代表具有1至6个C原子、特别是具有4个C原子的线型或分支的亚烷基残基,且其任选地被不饱和基团取代。在一种特别提到的实施方式中,取代基R表示式(VII)的取代基,其中虚线在此也表示连接位置 另外,系数q表示40至100的值,特别是在50至90之间。另外,符号b和c表示来源于丁二烯的结构单元,且a表示来源于丙烯腈的结构单元。系数x、m和p就它们来说表示描述结构单元a、b和c互相的比例的值。系数x代表0.05至0.3的值,系数m代表0.5至0.8的值,系数p代表0.1至0.2的值,前提是x、m和p的总和等于1。 对专业技术人员显而易见的是,在式(IV)以及另外在式(V)、(V′″)和(VI′″)中所示的结构应理解为是简化的表示。因此,结构单元a、b和c,或者d和e或者d′和e′均是相互间随机地、交替地或嵌段地排列的。因此,式(IV)不强制地表示三嵌段共聚物。 残基R2代表在除去n个OH基团后的具有n个OH基团的多元醇P。 特别适合作为多元醇的是 -聚氧化亚烷基多元醇,也称为聚醚多元醇,其是环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、1,2-或2,3-环氧丁烷、四氢呋喃或它们的混合物的聚合产物,且是任选地利用具有两个或三个活泼H原子的起始剂分子例如水或具有两个或三个OH基团的化合物来聚合的。不仅可以使用具有低不饱和度(根据ASTM D-2849-69测量并以毫当量不饱和度每克多元醇(mEq/g)描述)的聚氧化亚烷基多元醇,其例如借助所谓的双金属氰化物络合物-催化剂(简称DMC-催化剂)制备,而且还可以使用具有较高不饱和度的聚氧化亚烷基多元醇,其例如借助阴离子催化剂如NaOH、KOH或碱金属醇盐制备。特别适合的是具有低于0.02mEq/g的不饱和度且具有300-20,000道尔顿范围内的分子量的聚氧化亚丙基二醇和聚氧化亚丙基三醇、聚氧化亚丁基二醇和聚氧化亚丁基三醇、具有400-8,000道尔顿分子量的聚氧化亚丙基二醇和聚氧化亚丙基三醇、以及所谓的“EO-封端的”(环氧乙烷封端的)聚氧化亚丙基二醇或聚氧化亚丙基三醇。后者是特别的聚氧化亚丙基聚氧氧化乙基多元醇,其例如经此获得,即,使纯的聚氧化亚丙基多元醇在与环氧乙烷的聚丙氧基化反应结束后烷氧基化并由此具有伯羟基。 -羟基封端的聚丁二烯多元醇,如例如通过使1,3-丁二烯和烯丙醇聚合或者通过使聚丁二烯氧化而制得的那些,以及它们的氢化产物; -苯乙烯-丙烯腈接枝的聚醚多元醇,如例如由Elastogran以商品名 提供的那些; -聚酯多元醇,例如由二元至三元醇如1,2-乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、甘油、1,1,1-三羟甲基丙烷或前述醇的混合物与有机二羧酸或其酸酐或酯如琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、马来酸、富马酸、邻苯二甲酸、间苯二甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
式(Ⅰ)的环氧基封端的聚合物 *** (Ⅰ) 其中R↑[1]代表羧基封端的丁二烯/丙烯腈共聚物CTBN在除去末端羧基后的二价残基; R↑[2]代表具有n个OH基团的多元醇P在除去n个OH基团后的残基; R↑[3]代 表除去两个缩水甘油醚基团后的二缩水甘油醚DGE; Y↑[1]代表H或甲基; 且n代表2至4的值,优选2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:A克拉默JO舒伦堡
申请(专利权)人:SIKA技术股份公司
类型:发明
国别省市:CH[瑞士]

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