用于低排放环氧树脂产品的固化剂制造技术

本发明专利技术涉及用于环氧树脂的固化剂，所述固化剂包含至少一种由三甲基六亚甲基二胺和甲苯基缩水甘油醚形成的加合物。所述固化剂是低粘度的，即使在潮湿寒冷的条件下也快速地与环氧树脂固化在一起形成具有高硬度和表面质量的膜，而没有起雾效应，所述膜在光的作用下几乎没有发黄。它特别适用于低排放的、室温下固化性的涂料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于环氧树脂的固化剂、环氧树脂产品以及它们特别是作为涂料、覆层和漆料的用途。
技术介绍
适用于涂布目的的环氧树脂产品应具有尽可能低的粘度，由此它们在环境温度下可很好地加工并且是自流平的。另外，它们应尽可能快和无干扰地固化，即使在寒冷潮湿的条件，从而形成没有混浊、斑点或凹处的匀称的不粘表面。最后，固化的涂料应具有高硬度，以便尽可能良好地抵抗机械应力。对于视觉要求很高的应用，例如地板的覆盖物，涂料此外还应尽可能不易在光的作用下变黄。为了达到所述的特性，在环氧树脂涂料中使用根据现有技术常用的含有胺的固化剂，所述固化剂包含与环氧树脂加合的胺(主要是伯二胺)。通过所述加合实现了涂料明显更快的强度构建，并且与未加合的胺相比较少出现起雾效应。“起雾效应”表示的是固化过程中出现的表面缺陷，例如混浊、斑点、粗糙和粘性，它们通过胺与来自空气的二氧化碳(CO2)成盐(“起雾”)造成的，并且特别是在高空气湿度和低温下出现。然而，所述加合通常导致高粘度，由此必须稀释所述固化剂，由此使得涂料可以很好地加工，是自流平的并产生美观的表面。通常使用醇作为稀释剂，特别是苄醇或二醇。它们对环氧树脂是非反应性的，并且因此在固化过程中不结合到树脂基体中。但是目前对低排放产品的需要增加，它们在固化之后具有低含量的可通过蒸发或扩散过程释放的物质。对于低排放的环氧树脂产品来说，不可结合入的稀释剂因此只能以极少量使用或者根本不用。为了降低固化剂的粘度，代替不可结合入的稀释剂还可以利用胺的低加合度来操作，或者通过添加额外的胺来稀释所述加合物。但是，所述固化剂由此包含增加量的游离小分子胺，所述胺易挥发且气味强烈，并且增强地导致起雾效应。由现有技术已知基于低粘度加合物的含胺的固化剂，其可以在少量或者完全不用稀释剂的条件下使用。在此是胺与单环氧化物的加合物。EP 1 385 896中描述了由胺和聚亚烷基二醇-单缩水甘油醚形成的加合物。所述加合物虽然粘度低，但是它们只能在一定条件下适合用作环氧树脂涂料的固化剂，因为它们造成不足的硬度和/或表面质量。另外已知的低粘度加合物由1,5-二氨基-2-甲基戊烷和甲苯基缩水甘油醚获得。所述加合物可以实现低稀释剂到不含稀释剂的环氧树脂涂料，其在最大限度地不出现起雾效应的条件下固化。然而，所述涂料的固化速度或强度构建以及表面质量仍有待改进。此外，残留量的游离的1,5-二氨基-2-甲基戊烷由于其挥发性和气味而可能使得需要蒸馏清洗加合物残留含量，这在设备上花费大且使固化剂的成本明显增加。
技术实现思路
本专利技术的目的因此是，提供含有胺的用于低排放环氧树脂产品的固化剂，所述固化剂是低粘度的并且可以实现环氧树脂组合物，该组合物在相对低温的条件下也不易出现起雾效应，快速固化并在此得到具有高硬度和表面质量的膜。令人惊奇地发现，根据权利要求1的固化剂非常好地实现所述目的。包含在根据权利要求1的固化剂中的加合物粘度非常低，所述加合物可以在没有蒸馏步骤的情况下在简单方法中制备，不含易挥发的、气味强的胺，并且即使在例如8℃的湿冷条件下也与市售的环氧树脂一起快速固化成具有高硬度和美观表面的膜，特别是具有明显高的光泽，其在光的作用下几乎不变黄。根据权利要求1的固化剂由此可以实现可很好加工的、自流平的高质量环氧树脂涂料，也不使用不可结合入的稀释剂和气味强的胺。尤其如下情况是令人惊奇的：与根据现有技术的类似构成的固化剂相比，根据权利要求1的固化剂大多数情况下实现了具有明显更低的粘度的环氧树脂涂料，其中可比地快速或者甚至更快地完成相应的固体构建，同时具有可比地较好或者甚至明显更好的表面质量。此外，根据权利要求1的固化剂可以在没有蒸馏步骤的条件下实现用于环氧树脂的固化剂，其完全不含易挥发、气味强的胺。利用根据权利要求1的固化剂可以得到低排放的环氧树脂产品，其满足生态品质保证例如根据Emicode(EC1 Plus)、AgBB、DIBt、Der Blaue Engel、AFSSET、RTS(M1)和美国绿色建筑协会(LEED)的条件，同时满足关于加工性能和使用性能的高要求。本专利技术的其他方面是其他独立权利要求的主题。本专利技术特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。专利技术实施方式本专利技术的主题是适用于环氧树脂固化的固化剂，所述固化剂包含至少一种由三甲基六亚甲基二胺和甲苯基缩水甘油醚形成的加合物。“加合物”表示加合反应之后的反应混合物。以“多(聚)”开头的物质名如多胺、多元醇或聚环氧化物表示这样的物质，其形式上每个分子包含两个或更多个在其名称中出现的官能团。作为“伯氨基”表示键合在有机残基上的NH2-基团，和作为“仲氨基”表示键合在两个有机残基上的NH-基团，所述两个有机残基也可以共同是环的一部分。“胺氢”表示伯氨基和仲氨基的氢原子。“胺氢当量”表示对于固化剂或胺中存在的每个胺氢，固化剂或胺的重量比例。“不可结合入的稀释剂”表示可溶于环氧树脂并且降低其粘度的物质，它在环氧树脂固化过程中没有共价结合在树脂基体中。“粘度”的概念在本文中表示动态粘度或剪切粘度，其通过剪切应力和剪切速率(速度梯度)之间的比例来定义，如在DIN EN ISO 3219中所述的进行确定。特别适合的三甲基六亚甲基二胺(TMD)是2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺，以及这些异构体的任意混合物。这些加合物特别容易得到。适合的甲苯基缩水甘油醚是所有异构的甲苯基缩水甘油醚和它们的任意混合物。特别适合的是邻甲苯基缩水甘油醚。这些加合物特别容易得到。所述加合物特别地如下来制备，即将TMD和甲苯基缩水甘油醚混合，并以常见的方法使得环氧基团和氨基基团发生反应，特别是在40至160℃，优选60至140℃范围内的温度下。加合优选通过将甲苯基缩水甘油醚缓慢地计量加入事先放入的TMD中来实施，其中反应物的温度优选保持在40℃至160℃范围内，特别是在60℃至140℃的范围内。过量使用或未反应的TMD可以在反应之后除去，例如通过蒸馏，特别是通过薄层蒸馏。优选其不除去。由此使得加合物的制备尤其简单。因为TMD挥发性极低并且气味不太强，几乎不造成起雾，加合物中游离TMD的残留含量不是成问题的。优选使用可商业获得的TMD，特别是TMD(来自Evonik)。优选使用可商本文档来自技高网...

【技术保护点】
固化剂，适用于环氧树脂的固化，所述固化剂包含至少一种由三甲基六亚甲基二胺和甲苯基缩水甘油醚形成的加合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.08 EP 13150545.5;2013.01.08 EP 13150534.91.固化剂，适用于环氧树脂的固化，所述固化剂包含至少一种
由三甲基六亚甲基二胺和甲苯基缩水甘油醚形成的加合物。
2.根据权利要求1的固化剂，其特征在于，所述三甲基六亚甲
基二胺是2,2,4-三甲基-1,6-己二胺或2,4,4-三甲基-1,6-己二胺或者这些
异构体的混合物。
3.根据权利要求1或2之一的固化剂，其特征在于，所述甲苯
基缩水甘油醚是邻甲苯基缩水甘油醚。
4.根据权利要求1至3之一的固化剂，其特征在于，所述加合
物通过三甲基六亚甲基二胺和甲苯基缩水甘油醚的反应来制备，其中
三甲基六亚甲基二胺分子/甲苯基缩水甘油醚分子的摩尔比例在0.9至
2.0的范围内。
5.根据权利要求1至4之一的固化剂，其特征在于，除了所述
加合物之外，还额外存在至少一种其他多胺，所述多胺具有至少两个
对环氧基团为活性的胺氢。
6.根据权利要求5的固化剂，其特征在于，所述其他多胺是具
有至少两个脂肪族伯氨基基团的多胺。
7.根据权利要求6的固化剂，其特征在于，所述具有至少两个
脂肪族伯氨基基团的多胺选自：异佛尔酮二胺、1,3-双(氨基甲基)环己
烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、双(4-氨基-3-甲
基环己基)甲烷、2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷、3(4),8(9)-双(氨
基甲基)三...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·卡瑟米，A·克拉默，U·斯塔德尔曼，U·伯克哈德特，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH