显色环氧树脂及其方法技术

本发明专利技术描述一种环氧树脂组合物，包含：第一组分，所述第一组分包含基于胺的固化剂和第一染料，具有第一颜色；以及第二组分，所述第二组分包含可固化环氧树脂和第二染料，具有第二颜色。本文还描述一种贮藏期限指示性组合物，包含：基于胺的固化剂；以及染料，所述染料选自(i)阳离子型三芳基甲烷染料，其中所述阳离子型三芳基甲烷染料与伯胺可逆地反应；(ii)加酸显色染料，当在水溶液中测量时，所述染料具有介于7到12之间的颜色转变范围；或(iii)其组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术描述一种至少在环氧树脂系统的固化剂中的染料。在一个实施例中，描述了一种指示贮藏期限的环氧固化剂组分组合物，所述组合物包含基于胺的固化剂和染料。在另一个实施例中，描述一种两组分环氧树脂，所述环氧树脂包含：第一组分，所述第一组分包含基于胺的固化剂和第一染料；以及第二组分，所述第二组分包含可固化的环氧树脂组合物和第二染料。
技术介绍
商用的两组分环氧树脂系统被包装在一个双筒式系统中，这一系统将分配适量的可固化环氧树脂和环氧固化剂。所分配的可固化环树脂与固化剂随后经过混合而接触，并且固化剂与可固化环氧树脂反应，从而固化。为了获得环氧树脂系统的最大性能特征，使可固化环氧树脂与固化剂适当地混合并固化相当重要。由于可固化环氧树脂与固化剂的颜色和粘度通常类似，故可能很难检测混合的完全性。此外，混合后，可以对环氧树脂系统进行处理（例如，浇注和加工），直到发生胶凝。因此，知道环氧树脂系统何时充分固化也很有用。传统上，已经将单一染料添加到可固化环氧树脂或固化剂中来指示完全混合和/或固化。举例来说，美国专利第3,773,706号（Dunn）描述了将酚藏花红染料添加到可固化环氧树脂系统中来指示固化。英国专利第927,541号描述了将三苯甲烷或蒽醌染料添加到可固化环氧树脂中，根据颜色的均匀性来指示完全混合，而胶凝时，颜色会再次改变。美国专利第4,160,064号（Hodiff等人）描述了将着色剂添加到可固化环氧树脂中以赋予潜藏地瞬变的颜色，从而有助于确定完全混合，在混合物固化时，其将变为基本上无色。
技术实现思路
希望提供一种改进的两组分环氧树脂系统，这一环氧树脂系统为用户指示所述环氧树脂系统的组分何时发生多次独立改变。在一个方面中，描述一种环氧树脂组合物，包含：第一组分，所述第一组分包含基于胺的固化剂和具有第一颜色的第一染料；以及第二组分，所述第二组分包含可固化环氧树脂和具有第二颜色的第二染料。在另一方面中，描述一种贮藏期限指示性组合物，包含：基于胺的固化剂；以及染料，所述染料选自(i)阳离子型三芳基甲烷染料，其中所述阳离子型三芳基甲烷染料与伯胺可逆地反应；(ii)加酸显色的染料，当在水溶液中测量时，所述染料具有介于pH 7与pH 12之间的颜色转变范围；或(iii)其组合。在又一方面中，描述一种指示两组分环氧树脂组合物的混合和固化的方法，包含：将包含基于胺的固化剂和第一染料并且具有第一颜色的第一组分与包含可固化环氧树脂和第二染料并且具有第二颜色的第二组分混合，以形成第三颜色，以及使所述混合物固化，以形成第四颜色，其中所述第一、第二、第三与第四颜色在视觉上各不相同。上述
技术实现思路
并非意图描述每个实施例。本专利技术的一个或多个实施例的细节还在以下描述中阐明。根据以下“具体实施方式”和“权利要求书”，本专利技术的其他特征、目标和优点将显而易见。附图说明图1是显示实例18到21的ΔE随时间变化的图；图2是显示实例18到21的ΔH随时间变化的图；和图3是实例22和23在630nm下的透光率随时间变化的图。具体实施方式如本文所用，术语：“一个”和“所述”可交换使用并意指一个或多个；“和/或”用于表示一个或两个描述的情况都可能发生，例如A和/或B包括（A和B）和（A或B）；并且“相应的另一组分”是指所述两组分环氧树脂系统的另一组分，例如，如果论述涉及包含环氧固化剂的第一组分，那么“相应的另一组分”是包含可固化环氧树脂的第二组分，并且反之亦然。本文中由端点表述的范围也包括这一范围内所包含的所有数值（例如，1到10包括1.4、1.9、2.33、5.75、9.98等）。本文中“至少一个”的表述也包括一个和一个以上的所有数目（例如，至少2个、至少4个、至少6个、至少8个、至少10个、至少25个、至少50个、至少100个等）。本专利技术针对一种两组分环氧树脂系统，所述环氧树脂系统包含显色染料，所述显色染料可以充当用户的视觉指示剂。举例来说，这一视觉指示剂可以区别第一组分与第二组分，或区别固化的组合物与第二组分。视觉指示剂可以用于指示用户产品中何时发生改变。举例来说，这些改变可能涉及环氧固化剂的活力，或监测环氧树脂系统的固化进程以鉴别所述环氧树脂系统何时胶凝。贮藏期限指示组合物在一个实施例中，本专利技术针对一种贮藏期限指示性组合物，所述组合物包含环氧固化剂和染料。传统上，在使用基于胺的固化剂的环氧树脂系统中，环氧固化剂是澄清并且无色的，或是不透明并且无色的，或是其变化形式。由于所述固化剂是基于胺的，并且取决于胺的分子量，故这些胺在暴露于空气中的二氧化碳和/或水时可能有降解的倾向，而产生发白的外观。这一发白的外观可在视觉上观察为结皮或存在结晶固体。如果得到的降解产物可溶于老化材料中，那么可能很难见到发白现象。因此，采用在老化时会改变颜色的环氧固化剂是有利的。颜色的改变可以指示用户这一环氧固化剂可能不再有效或有活力进行固化。因此，本专利技术提供一种贮藏期限指示性的环氧固化剂组合物，所述组合物包含基于胺的环氧固化剂和染料。尽管不希望受理论限制，但相信当环氧固化剂中的伯胺暴露于二氧化碳时，它们会降解形成氨基甲酸铵，其可以改变环氧固化剂的pH值。因此，可用于贮藏期限指示性组合物中的染料包括(i)颜色转变范围与环氧固化剂在降解时的pH值改变重叠的染料；或(ii)与环氧固化剂中的伯胺可逆地反应的染料。pH指示性染料（在本文中又称为加酸显色染料）是质子化形式具有不同颜色的酸或碱。由于当环氧固化剂降解时pH值发生改变，一般其酸性变得更强，故选择的染料应当使其具有在此相同pH值周围的颜色转变范围。由于这些染料具有酸性或碱性，故取决于系统的pH值，可能观察到超过一种染料形式（例如，酸、共轭酸、碱、共轭碱）。如通过汉德森-哈斯贝奇方程式（Henderson-Hasselbach equation）可知，pH=pKa+log (共轭碱浓度/酸浓度)，当酸与共轭碱的比率相等时，pH=pKa。因此，可以由染料的pKa推算出其pH值转变范围的估算值。染料的变色范围（例如，由pKa估算）越接近降解的环氧固化剂的pH值改变，对于贮藏期限的指示将越准确。在涉及pH指示性染料的实施例中，将选择一种染料，这一染料的显色范围在环氧固化剂pH值改变的范围内（例如，在环氧固化剂pH值的至少0.5个pH值单位、1个pH值单位或甚至2个pH值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.29 US 61/359,4741.一种环氧树脂组合物，包含：第一组分，所述第一组分包含基于胺
的固化剂和第一染料，其中所述第一组分具有第一颜色；以及第二
组分，所述第二组分包含可固化环氧树脂和第二染料，其中所述第
二组分具有第二颜色。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一颜色与所述第二颜色
在视觉上不同。
3.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第一
组分与所述第二组分混合形成混合物，并且其中所述混合物具有第
三颜色。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述第三颜色在视觉上不同于
所述第一颜色和所述第二颜色。
5.根据权利要求4所述的组合物，其中所述第三颜色在视觉上不是所
述第一颜色与所述第二颜色的加和。
6.根据权利要求3至5中任一项权利要求所述的组合物，其中所述混
合物固化并且固化的混合物具有第四颜色。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述第四颜色在视觉上与所述
第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色存在颜色差异。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中当在L*C*h色空间中计算时，
所述颜色差异具有至少为1的ΔH。
9.根据权利要求7到8中任一项权利要求所述的组合物，其中当在
L*a*b*色空间中计算时，所述颜色差异具有至少为1的ΔE。
10.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第一
染料是三芳基甲烷化合物、偶氮化合物和其组合中的至少一种。
11.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第二
染料是三芳基甲烷化合物、偶氮化合物和其组合中的至少一种。
12.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第一
染料与所述第二染料中至少一者是阳离子型三芳基甲烷化合物。
13.根据权利要求12所述的组合物，其中所述阳离子型三芳基甲烷化合
物与伯胺可逆地相互作用。
14.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第
一染料与所述第二染料中至少一者是加酸显色染料，其包含在水溶
液中的pH 7-9的颜色转变范围。
15.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第
一染料是专利蓝V。
16.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第
二染料是甲酚红。
17.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第
二染料是铬黑T。
18.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的组合物，其中所述第
一染料是溴百里酚蓝。
19.根据权利要求1至权利要求11中任一项或权利要求15所述的组合
物，其中所述第二染料是甲基红。
20.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的组合物，其中所述基于
胺的固化剂选自下式：
R1R2N-R3-NR4H                (I)
其中R1、R2和R4彼此独立地表示氢、线性或分支状烷基、或者线性
或分支状聚氧烷基部分。
21.根据前述权利要求中任一项权利要求所述的组合物，其中所述可固
化环氧树脂包含双酚A与表氯醇的反应产物。
22.一种两组分环氧树脂，包含：...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿德里安·T·容，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
国别省市：