改进的环氧体系和胺聚合物体系及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于形成表面活性剂、水性分散体和固化剂的组合物和方法。一方面，本发明专利技术涉及通过环氧组合物与酰胺胺组合物的反应制备的改进的环氧官能化表面活性剂，该酰胺胺组合物由酸封端的聚氧化烯多元醇的共混物形成。该改进的环氧官能化表面活性剂可以与过量的环氧组合物和水反应以获得水性分散体。该酰胺胺组合物可以是二胺化合物和酸封端的聚氧化烯组合物的反应混合物，该聚氧化烯组合物由两种或更多种聚氧化烯多元醇化合物形成。环氧官能化表面活性剂可以与胺化合物反应以形成适合作为固化剂的化合物。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年11月28日、申请号为201180059771.2、专利技术名称为“改进的环氧体系和胺聚合物体系及其制备方法”的专利技术专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及环氧树脂的表面活性剂和水性分散体。一方面，本专利技术涉及改进的胺官能化表面活性剂，并且还涉及通过由聚氧化烯多元醇形成的胺组合物与环氧组合物的反应制备的改进的环氧官能化表面活性剂。专利技术背景环氧树脂的水性分散体多年来都是已知的。但是，这些分散体作为涂料成分的性能被认为不如它们的含有溶剂的相似物。已知用于使得环氧组分可乳化的表面活性剂例如壬基酚乙氧基化物、烷基苯酚引发的聚(环氧乙烷)乙醇、烷基苯酚引发的聚(环氧丙烷)聚(环氧乙烷)乙醇和包含聚(环氧丙烷)内嵌段和两种聚(环氧乙烷)乙醇外嵌段的嵌段共聚物容易迁移到表面界面，据推测，在那里它们对膜性能有不利的影响。此外，由于环氧树脂水性分散体在工业中被更广泛地使用，因此需要改进处理性能，例如储存稳定性。由于表面活性剂分子中胺氮原子的存在，许多含水的环氧分散体的储存稳定性随时间内下降。随着含水的分散体的pH值增加到超过9.8，该储存稳定性不再以年来计量，而是以月来计量。还期望的是降低固体的颗粒尺寸，或者降低给定固体水平下需要的表面活性剂的量，或者期望使用更少的表面活性剂在给定的颗粒尺寸下分散固体。通常，需要大量的表面活性剂以降低颗粒尺寸并且有效地分散水中的固体，这导致升高了pH值并且降低了储存稳定性。降低表面活性剂水平以控制pH值导致颗粒尺寸的增加。因此，对形成改进的用于形成环氧树脂的水性分散体的表面活性剂存在着需要。专利技术概述本专利技术的实施方案涉及用于环氧树脂水性分散体和用于胺聚合物组合物中的表面活性剂。该表面活性剂可以进一步官能化改性用作环氧组合物中的固化剂。一方面，本专利技术涉及通过由酸封端的聚氧化烯多元醇的共混物形成的酰胺胺组合物与环氧组合物反应制备的改进的环氧官能化表面活性剂。本专利技术的一方面提供了一种酰胺胺组合物，其包括两种或更多种酸封端的聚氧化烯多元醇化合物的酸封端的聚氧化烯组合物与二胺化合物的反应产物，其中酸封端的聚氧化烯组合物具有1.1或更高的多分散性并且所述两种或更多种酸封端的聚氧化烯多元醇化合物具有大约50％到大约100％的来自羟基端基氧化的羧酸端基，且二胺化合物包括伯胺取代基的第一胺取代基和伯胺取代基或仲胺取代基的第二胺取代基，其中反应产物包括具有下式的酰胺胺化合物：其中R1和R2中的每一个包括氢原子或选自具有1到21个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合和其子集的组的取代基，且R1和R2中的至少一个包括氢原子，R3是二价烃取代基，其选自具有2到18个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合和其子集的组，n为大约18到大约500的平均数，X是氢原子或选自由甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合组成的组的取代基，且Y为氢原子或选自甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合的组的取代基。本专利技术的另一方面提供了一种用于形成酰胺胺组合物的方法，其包括提供两种或更多种酸封端的聚氧化烯多元醇化合物的酸封端的聚氧化烯组合物，其中酸封端的聚氧化烯组合物具有1.1或更高的多分散性并且所述两种或更多种酸封端的聚氧化烯多元醇化合物具有大约50％到大约100％的来自羟基端基氧化的羧酸端基，提供二胺化合物，其包括伯胺取代基的第一胺取代基和伯胺取代基或仲胺取代基的第二胺取代基，并且使酸封端的聚氧化烯组合物和第一的二胺化合物反应以形成反应产物，其中反应产物包括具有下式的酰胺胺化合物：其中R1和R2中的每一个包括氢原子或选自具有1到21个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合和其子集的组的取代基，且R1和R2中的至少一个包括氢原子，R3是二价烃取代基，其选自具有2到18个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合和其子集的组，n为大约18到大约500的平均数，X是氢原子或选自由甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合组成的组的取代基，且Y为氢原子或选自甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合的组的取代基。本专利技术的另一方面，提供了一种环氧组合物，其包括通过环氧组分与酰胺胺组合物反应制备的反应产物，其中该反应产物包括具有以下结构的环氧官能化表面活性剂：，并且m为1到11，n为1到3，q为0到8，p为大约18到大约500，X为氢原子、甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基、它们的子集或它们的组合，每一个Y是氢原子、甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基、它们的子集或它们的组合，且R17可以是烷基基团、芳基基团、酰基基团以及它们的子集和它们的组合。附图概述当考虑与附图联合时，本专利技术公开内容的优点和其它方面，由于通过参考以下详细说明而同样变得更好理解，并对本领域技术人员来说易于领会，其中贯穿附图的数个图形，同样的参考符号标记相同或相似的单元，并且其中：图1是说明使用本专利技术描述的材料和方法形成的环氧分散体与现有技术的环氧分散体相比，在25℃下环氧分散体颗粒尺寸稳定性的图表。专利技术详述本专利技术的实施方案涉及用于环氧树脂的水性分散体和用于胺聚合物组合物的表面活性剂。该表面活性剂可以进一步官能化改性用作环氧组合物中的固化剂。一方面，本专利技术涉及通过由酸封端的聚氧化烯多元醇的共混物形成的酰胺胺与组合物环氧组合物反应制备的改进的环氧官能化表面活性剂。本专利技术的一些实施方案涉及由包含两种或更多种具有不同分子量的酸封端的聚氧化烯多元醇的化合物(还已知为氧化的聚氧化烯多元醇和羧基化的聚氧化烯)的共混物形成表面活性剂。一种表面活性剂可以是由包含酸封端的聚氧化烯多元醇的化合物共混物制备的聚酰胺胺官能化的聚氧化烯原表面活性剂。该聚酰胺胺官能化的聚氧化烯表面活性剂之后可以进一步反应以形成环氧官能化的表面活性剂，其可以单独形成或者与环氧树脂一起原位形成。环氧官能化的表面活性剂可以用于形成水性环氧分散体。环氧官能化的表面活性剂还可以进一步反应以形成胺封端的表面活性剂，该胺封端的表面活性剂可以用于水性胺聚合物分散体，或者作为用于环氧组合物的固化剂。热固性涂料和纤维尺寸配制品可以由本专利技术描述的分散体制备。令人惊奇且出乎意料的发现部分氧化的不同分子量的聚氧化烯多元醇的共混物提供了预料不到的超反应性表面活性剂，其用于将环氧官能化和胺官能化的聚合物乳化成“水包树脂”分散体。观察到的这种超性能包括降低的颗粒尺寸和改进的保存期限，以及改进(更高)的非挥发性物质含量和改进(更低)粘度的环氧聚合物分散体。本专利技术的一方面，本专利技术描述的原表面活性剂的酰胺胺组合物由两种或更多种具有1.1或更高的联合多分散性的酸封端的聚氧化烯多元醇化合物的包含酸封端的聚氧化烯多元醇的组合物与二胺化合物的反应产物形成，该聚氧化烯多元醇化合物被氧化为使羟基到羧基的转化率为大约50％到大约100％，且二胺化合物包括伯胺取代基的第一胺取代基和伯胺取代基或仲胺取代基的第二取代基。酰胺胺化合物和组合物的制造一方面，通过本专利技术描述的方法形成的酰胺胺化合物，例如聚酰胺胺官能化的聚氧化烯原表面活性剂(本专利技术中还称为酰胺胺原表面活性剂)具有下式：R1为氢原子或选自具有1到21个碳原子的支本文档来自技高网...

【技术保护点】
环氧组合物,包含:环氧组分；和具有下式的酰胺胺化合物：其中R1和R2中的每一个包括氢原子或选自具有1到21个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合的取代基，且R1和R2中的至少一个包括氢原子，R3是二价烃取代基，其选自具有2到18个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合，m为1‑11，n为18到500的平均数，X是氢原子或选自由甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合的取代基，且Y为氢原子或选自甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合的取代基。

【技术特征摘要】
2010.12.13 US 12/966,7091.环氧组合物,包含:环氧组分；和具有下式的酰胺胺化合物：其中R1和R2中的每一个包括氢原子或选自具有1到21个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合的取代基，且R1和R2中的至少一个包括氢原子，R3是二价烃取代基，其选自具有2到18个碳原子的支化或线型脂肪族、脂环族、芳香族取代基以及它们的组合，m为1-11，n为18到500的平均数，X是氢原子或选自由甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合的取代基，且Y为氢原子或选自甲基取代基、乙基取代基、羟甲基取代基以及它们的组合的取代基。2.根据权利要求1所述的环氧组合物,其中所述环氧组分包含环氧树脂或者环氧树脂与酚类化合物的混合物。3.根据权利要求1所述的环氧组合物,其中所述酰胺胺化合物是由以下反应制备的酰胺胺反应产物：两种或更多种酸封端的聚氧化烯多元醇化合物的酸封端的聚氧化烯组合物，其中酸封端的聚氧化烯组合物具有1.1或更高的多分散性并且所述两种或更多种酸封端的聚氧化烯多元醇化合物具有50％-100％的羧酸端基；和二胺化合物，其包含伯胺取代基的第一胺取代基和伯胺取代基或仲胺取代基的第二胺取代基。4.根据权利要求3所述的环氧组合物,其中所述二胺化合物按照与酸封端的聚氧化烯组合物的酸取代基相比化学计量过量的胺取代基提供。5.根据权利要求3所述的环氧组合物，还包含将多酰胺胺组合物与单环氧化合物反应。6.根据权利要求3所述的环氧组合物,其中所述两种或更多种酸封端的聚氧化烯多元醇化合物的每一种单独地与二胺化合物反应，之后相互混合以形成多酰胺胺组合物。7.根据权利要求1所述的环氧组合物，其中所述环氧组合物包含与胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·艾尔莫，L·S·科里，J·R·海特，
申请(专利权)人：瀚森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US