本公开涉及通过提供新的潜伏性环氧固化剂类别而解决了与常规潜伏性环氧固化剂有关的问题。具体来说，本公开涉及通过形成某些类别的胺在多酚树脂中的固溶体而具有改进的贮存稳定性和低的使用水平(例如，相对于环氧化合物而言小于约10重量％)的环氧固化剂。
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
本专利技术涉及用于潜伏性固化环氧树脂组合物中的固化剂和促进剂。包含环氧树脂和固化剂(也称硬化剂)的组合物是本领域已知的。许多固化剂与环氧树脂在室温下是反应性的，因此与环氧合并后立即使用。称为潜伏性硬化剂的其它固化剂在环境温度下在与环氧树脂的混合物中是稳定的而仅在被加热到升高的温度时实现硬化。美国专利第3,519,576号和第3,520,905号公开了使用单体多元酚类与多胺类的盐作为用于环氧树脂的潜伏性固化剂。美国专利第4,866,133号公开了使用聚合的多元酚与多胺类的固溶体来固化环氧树脂。所公开的多胺含有至少两个胺基，其中至少一个为伯胺。美国专利第4,689,390号公开了通过使带有叔胺和伯或仲氨基的二胺与聚环氧化合物和酚醛树脂或酚醛化合物反应而制备的潜伏性固化剂。美国公开第US2012-0077943A1号中描述了多胺加合物与双酚A二缩水甘油醚在多酚树脂中的溶液。美国专利第7,910,667号公开了多胺的聚脲衍生物的多酚树脂溶液。WO2012/000171公开了与环氧树脂一起使用的热活化叔胺催化剂。前面提到的专利和专利申请的公开内容通过引用并入本文。存在对更低成本、更高效的潜伏性环氧固化剂的需要。具体来说，需要在环境温度下表现出长时间的贮存稳定性而在高于约100℃下迅速固化的潜伏性环氧固化剂。上文列举的方法和固化剂有着若干缺点，包括高的使用水平、太低的固化温度或通过多步骤方法(例如与聚环氧化物加合)获得的前体胺。
技术实现思路
本专利技术可通过提供新的潜伏性环氧固化剂类别而解决与常规潜伏性环氧固化剂相关的问题。具体来说，本专利技术涉及通过形成某些类别的胺在多酚树脂(polyphenolic resin)中的固溶体而具有改进的贮存稳定性和低的使用水平(例如，相对于环氧化合物而言小于约10重量％)的环氧固化剂。“固溶体”是指向其中溶解了另一物质的固体材料，其通过熔化固体并向其中溶解另一物质、然后冷却以获得固体材料来实现。然后将根据本专利技术的固溶体粉碎成颗粒。所述颗粒可通过使用任何合适的工艺如碾磨或研磨使用常规方法粉碎。通常，所述颗粒具有约2至约50μm、约10μm至约40μm和在一些情况下约30μm至约50μm的粒径，其中所述粒径通过使用X-射线衍射技术使用常规方法测定。在本专利技术的一个方面，本专利技术的固化剂包含将在高于约100℃(例如，约100℃至约150℃、约110℃至约140℃和在一些情况下约140℃至约150℃)的温度下引发固化的潜伏性固化剂。在本专利技术的另一个方面，包含本专利技术的固化剂和环氧树脂的组合物的反应热(ΔH)可以为约250J/g至约490J/g、约300J/g至约350J/g和在一些情况下约350J/g至约400J/g。这样的组合物的玻璃化转变温度(Tg)可以为约100℃至约140℃、约120℃至约130℃和在一些情况下约130℃至约140℃。在本专利技术的另一个方面，用本专利技术的固化剂固化的环氧组合物的搭接剪切强度可以为约1300psi至约2300psi、约1300psi至约2250psi和在一些情况下约1500psi至约2300psi。这些环氧组合物的T-剥离强度还可以为约9pli至约30pli、约9pli至约28pli和在一些情况下约15pli至约28pli。在本专利技术的又一个方面，本专利技术的固化剂被用作利用双氰胺(DICY)进行固化的促进剂。包含本专利技术的固化剂(促进剂)、DICY和环氧树脂的组合物的反应热(ΔH)可以为约250J/g至约490J/g、约300J/g至约350J/g和在一些情况下约350J/g至约400J/g。这样的组合物可以具有约100℃至约150℃、约110℃至约140℃和在一些情况下约140℃至约150℃的起始或引发温度，和约100℃至约140℃、约120℃至约130℃和在一些情况下约130℃至约140℃的玻璃化转变温度(Tg)。本专利技术的一个方面涉及包含至少一种胺和至少一种多酚树脂的组合物。在一个方面，所述组合物包含至少一种多酚树脂和以下中的至少一种：(a)由下式表示的通用结构的胺：其中，A＝带有至少一个叔胺基的烷基、芳基、芳烷基或环脂基；B＝1-20个碳原子的烷基、芳基、芳烷基或环脂基或者取代烷基、取代芳烷基或取代环脂基。取代基可以是至少一个叔胺基；并且其中C＝1-20个碳原子的烷基、芳基、芳烷基或环脂基或者取代烷基、取代芳烷基或取代环脂基；取代基可以是至少一个叔胺基。和(b)由下式示出的通用结构所表示的咪唑或取代咪唑：其中，R1＝1-20个碳原子的烷基或取代烷基，并且R2、R3和R4可以为1-20个碳原子的烷基或芳基。本专利技术的一个方面涉及包含至少一种胺和至少一种树脂的组合物，其中所述多酚树脂包含至少一种线型酚醛树脂、苯酚-甲醛和对甲酚-甲醛树脂。在本专利技术的另一个方面，多酚树脂由以下结构表示：其中，R1＝H、烷基或芳基，R2＝1-10个碳原子的烷基，m＝0-3，n＝1-20。在本专利技术的另一个方面，本专利技术的组合物还包含至少一种环氧树脂。在本专利技术的又一个方面，所述组合物还包含至少一种DICY。本专利技术的各个方面可单独使用或彼此组合使用。具体实施方式本专利技术通过提供新的潜伏性环氧固化剂类别可以解决与常规潜伏性环氧固化剂相关的问题。具体来说，本专利技术涉及通过形成某些类别的胺在多酚树脂中的固溶体而具有改进的贮存稳定性和低的使用水平(例如，相对于环氧化合物而言小于约10重量％)的环氧固化剂。“固溶体”是指向其中溶解了另一物质的固体材料，其通过熔化固体并向其中溶解另一物质、然后冷却以获得固体材料来实现。然后将根据本专利技术的固溶体粉碎成颗粒。所述颗粒可以通过使用任何合适的工艺如碾磨或研磨使用常规方法粉碎。通常，所述颗粒具有约2至约50μm、约10μm至约40μm和在一些情况下约30μm至约50μm的粒径，其中所述粒径通过使用X-射线衍射技术使用常规方法测定。在本专利技术的一个方面，本专利技术的固化剂包含将在高于约100℃(例如，约100℃至约150℃、约110℃至约140℃并且在一些情况下约140℃至约150℃)的温度下引发固化的潜伏性固化剂。在本专利技术的另一个方面，包含本专利技术的固化剂和环氧树脂的组合物的反应热(ΔH)可以为约250J/g至约490J/g、约300J/g至约350J/g和在一些情况下约350J/g至约400J/g。这样的组合物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种组合物，所述组合物包含至少一种胺和至少一种多酚树脂。
【技术特征摘要】
2013.07.17 US 13/944,3121.一种组合物，所述组合物包含至少一种胺和至少一种多酚树脂。
2.一种组合物，所述组合物包含至少一种多酚树脂和以下中的至少
一种：
(a)由下式表示的通用结构的胺：
其中，A＝带有至少一个叔胺基的烷基、芳基、芳烷基或环脂基；
B＝1-20个碳原子的烷基、芳基、芳烷基或环脂基或者取代烷基、取代
芳烷基或取代环脂基；并且其中C＝1-20个碳原子的烷基、芳基、芳烷
基或环脂基或者取代烷基、取代芳烷基或取代的环脂基；和
(b)由下面示出的通用结构所表示的咪唑或取代咪唑：
其中，R1＝1-20个碳原子的烷基或取代烷基，并且R2、R3和R4可
为1-20个碳原子的烷基或芳基；
和
所述组合物任选地包含至少一种环氧树脂和/或任选地包含至少一
种DICY。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中基团A、B和C连接在一起
以形成单环、双环或多环稠环结构。
4.根据权利要求2所述的组合物，其中基团A、B和C为具有大于
0并且小于20个EO或PO单元的聚环氧乙烷或聚环氧丙烷。
5.根据权利要求2所述的组合物，所述组合物包含多酚树脂和选自
以下的至少一种：1,3-氨基丙基咪唑、苄基二甲胺、2-甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·维达吉，G·S·拉尔，S·M·博伊斯，A·H·阿布杜拉扎克，D·N·沙，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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