环氧化物基组合物制造技术

本文公开了可以在小于约70℃的温度下固化的环氧化物基组合物。所述组合物在环境条件下是液体，因此可用于翻修管线的内表面。所述环氧化物基组合物包含至少一种环氧化物组分(组分A)和至少一种固化剂组分(组分B)，其中(A)所述环氧化物组分包含苯基缩水甘油醚聚环氧化物；和(B)所述固化剂组分包含两种盐化合物的混合物，所述盐化合物分别从N‑烷醇哌啶与携带7‑12个碳原子的羧酸、以及N‑环己基‑N,N‑二烷基胺与携带7‑12个碳原子的羧酸形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧化物基组合物相关申请的交叉引用本申请要求2014年7月16日提交的申请No.62/025,132的权益。申请No.62/025,132的公开内容在此通过引用并入。
本专利技术涉及可固化环氧化物基组合物。更具体地，本专利技术涉及可固化环氧化物基组合物，其在环境条件下是液体并且具有相对长的贮存期。
技术介绍
在一些应用中，优选环氧固化剂的粘度在组合环氧化物与固化剂之后在延长的时间段内基本上不变化。这种组合可以使根据预期用途(例如涂布、层压、注射、封装或浸渍含有增强或未增强组分的复合组合物)的下一步骤便利。当使环氧化物组分与多胺基固化剂的组合在长时间段内静置时，反应可以发生，并且组合物粘度上升。因此，组合物具有在此期间组合物可以使用(例如，涂布、层压、注射、封装或浸渍)的最大时间。从使组合物组合开始到该组合的粘度增大不再能够进行期望工作程序时结束的时间段称为“贮存期”或工作寿命。在许多应用中，较长的贮存期是有助于加工灵活性的期望性质。本领域已知包含固体环氧化物组分以及类似地固体固化剂组分的混合组合物具有长的贮存期(或保存期)。这是因为固化的引发取决于两种组分的热熔合。而且，通过使固体固化剂组分分散在液体环氧树脂组分中获得的大量半液体型组合物是已知的，并且在这种情况下，因为固化剂组分是固体，所以固化的引发取决于固化剂组分的热熔合或者两种组分由于互溶的混合。然而，含有固体的组合物因为至少一种组分是固体而具有缺陷。更具体地，在复合材料、例如包含树脂粘合剂与纤维的纤维增强复合材料的情况下，树脂粘合剂需要渗透到纤维束中，但在使用固体组分时，由纤维造成的过滤现象发生而由此引起粘合剂组分之间分离，并因此可导致固化失败。将织造织物等用于增强材料的情况也是如此。为此，液体环氧化物组分和液体固化剂组分作为能够克服这种问题的材料将是期望的。已知组合物的另一个缺陷是这些组合物具有相对短的贮存期。通常，在具有短贮存期的组合物中，反应突然发生并且达到固化状态的时间较短，而在具有长贮存期的组合物中，固化所需的时间较长。因此，本领域需要具有长达数十小时的贮存期、可以在100℃或更低的相对低的温度范围(中等温度范围)内固化的液体环氧化物基组合物。包含环氧化物与固化剂均为液体的所述组合物使得能够进行用于以下目的的涂漆：出于保护供水管、下水管、供气管或其他工业液体输送管、或者其他室外建筑的内表面的目的；出于例如通过使用有机或无机纤维或膜等，使也用作管道增强体的保护性内衬等层合的目的。特别是，所述组合物可用于管道内表面的翻修工作等，其在不挖出已经埋在地下的流体输送管的情况下进行。这些埋设管的翻修工作通常通过将节段设置在人孔和人孔之间作为一个工作单元而进行。工作程序包括依次地机械移除留在管道内的旧涂层、用水洗涤、干燥、涂布树脂组分、通过使用热空气或热水铺展倒置的纤维或膜，以及用热水或热空气维持给定温度。在使用纤维或膜进行翻修时，在短期工作选择的情况下，将粘合剂或底漆涂布在管道的内部上以及通过铺展倒置的圆柱体纤维或膜而层合可以甚至在组合物的贮存期短的情况下进行，但在长期工作选择的情况下，需要数十小时的长时间。对于翻修用于输送水或其他流体介质的管道而言，本领域需要可以施加到这类管道的内部钢或混凝土壁上的复合系统。已知的组合物不能提供适宜的工作时间(贮存期)，引起来自粘合剂中采用的化学品(例如，硫醇、丙烯腈和异氰酸酯)的气味或毒性问题，或者由于固化过程(例如，UV固化)而不能施用到多层且非透明的膜/复合材料。美国专利公布No.2010/0227981A1公开了可用于在小于100℃、特别是在80℃的固化温度下翻修水管的组合物，所述组合物包含至少一种苯基缩水甘油醚聚环氧化物，所述苯基缩水甘油醚聚环氧化物在分子中具有至少一个环氧乙烷结构的环氧基团；和固化剂组分，所述固化剂组分包含从N烷醇哌啶与羧酸形成的一种盐化合物。前文确定的专利和专利申请的公开内容通过引用并入本文。
技术实现思路
专利技术通过提供可以在小于约80℃的温度(例如，65℃，约60℃至约70℃，和在一些情况下约62℃至约65℃在小于4小时的时间段)下固化的组合物，解决了与已知组合物相关的问题。固化是指在含有环氧树脂和固化剂或硬化剂的组合物在高温下暴露足够的时间段时，组合物开始了使组合的液体成分转化成固体的化学反应。该转化所耗费的时间是固化时间。随着液体组合物固化，环氧化物从液态经过凝胶态，之后它到达固态。完全的固化由没有粘性或不发粘的产品证明。本专利技术组合物在环境条件(例如，大气压力和25℃温度)下是液体，因此可用于处理广泛的表面，包括混凝土、钢、纤维玻璃和PVD基底，以翻修管线的内表面(例如，在约70℃温度下，本专利技术的未固化组合物具有约1000cP至约2000cP，约1500至约2000和在一些情况下约1000至约1200cP的粘度)。根据本专利技术的环氧化物基组合物包含至少一种环氧化物组分(组分A)和至少一种固化剂组分(组分B)。在本专利技术的一个方面，所述组合物包含：(A)环氧化物组分，所述环氧化物组分包含苯基缩水甘油醚聚环氧化物；和(B)固化剂组分，所述固化剂组分包含两种盐化合物的混合物，所述盐化合物分别从N-烷醇哌啶与携带6-12个碳原子的羧酸、以及N-环己基-N,N-二烷基胺与携带6-12个碳原子的羧酸形成。在本专利技术的另一方面，本专利技术可固化环氧化物基组合物具有以下优势：甚至在混合环氧组分与固化剂组分之后，组合物还可以长时间维持未固化状态，以由此使得组合物能够维持可工作粘度直到在下一步骤(或操作)中使用组合物。例如，本专利技术组合物可以在约25℃温度下具有约20至约30小时的贮存期。根据需要，组合物可以包含至少一种稀释剂(如单缩水甘油醚)以改变粘度，以便于加工。这样的稀释剂包含选自丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和十二烷基缩水甘油醚中的至少一种。在本专利技术的一个方面，固化剂B可以与受阻聚醚胺的共固化剂(相对于B，<50重量％)组合，如果期望增加固化产物的交联密度和机械强度的话。另外，需要时环氧固化促进剂(相对于组分B，<10重量％)可以掺合到组分B中以进一步减少固化时间而不损害潜伏性。在另一方面，本环氧化物基组合物确保在混合环氧化物组分与固化剂组分之后，未固化状态可以维持长的时间段，后续过程如涂布、夹层、浸渍和注射可以在相对长的时间段内进行(与常规系统相比)，而且后续固化甚至可以在80℃或更小的相对低的温度下在4小时内进行。本专利技术的这一方面对于埋设管的翻修和维修工作是有用的。在一个方面，本专利技术提供了环氧化物基组合物，其确保在使环氧化合物与固化组分混合之后，可流动(未胶凝液体)状态长时间维持(例如，长达24小时的时间段)，并且混合物粘度在16小时内不超过20000cP，由此使组合物的后续施用和铺展便利。本专利技术还提供环氧化物基组合物使得其可以通过使用热介质如热水或热空气或者其他加热装置在中等温度范围(例如，约60至约80℃)内固化。本专利技术提供在25℃下具有长达16小时的贮存期(粘度不大于20,000cP)，同时维持流体状态，在80℃下固化，并提供对混凝土、钢纤维玻璃和PVC基底的良好粘附的组合物。与已知组合物相比，本专利技术组合物通过采用两种从具有6-12个碳原子链长的羧酸获得的盐，获得了协同结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧化物基组合物，其包含：(A)环氧化物组分，所述环氧化物组分包含至少一种苯基缩水甘油醚聚环氧化物，所述苯基缩水甘油醚聚环氧化物在分子中具有至少两个环氧乙烷结构的环氧基团；(B)固化剂组分，所述固化剂组分包含第一盐与第二盐的混合物，所述第一盐包含N‑烷醇哌啶与至少一种携带6‑12个碳原子的羧酸的盐，所述第二盐包含N‑环己基‑N,N‑二烷基胺与携带6‑12个碳原子的羧酸的盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.16 US 62/025,1321.一种环氧化物基组合物，其包含：(A)环氧化物组分，所述环氧化物组分包含至少一种苯基缩水甘油醚聚环氧化物，所述苯基缩水甘油醚聚环氧化物在分子中具有至少两个环氧乙烷结构的环氧基团；(B)固化剂组分，所述固化剂组分包含第一盐与第二盐的混合物，所述第一盐包含N-烷醇哌啶与至少一种携带6-12个碳原子的羧酸的盐，所述第二盐包含N-环己基-N,N-二烷基胺与携带6-12个碳原子的羧酸的盐。2.根据权利要求1所述的组合物，其中组分(B)的固化剂的量对于每100重量份环氧化物组分(A)为约1至约50重量份。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述混合物中N-烷醇哌啶的盐在20-80重量％范围内。4.根据权利要求1所述的环氧化物基组合物，其中环氧化物组分(A)还包含除苯基缩水甘油醚聚环氧化物以外的环氧化合物。5.根据权利要求4所述的环氧化物基组合物，其中所述环氧化合物是选自缩水甘油醚、缩水甘油酯和缩水甘油胺的至少一种化合物。6.根据权利要求1所述的环氧化物基组合物，其中所述N-烷醇哌啶选自N-哌啶乙醇和N-哌啶丙醇，并且所述N-环己基-N,N-二烷基胺选自N...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·S·拉尔，S·M·博伊斯，D·N·沙，P·G·帕特尔，
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