环氧树脂体系制造技术

提供了用于形成环氧树脂体系的组合物和方法。在一个实施方案中，提供了用于环氧树脂体系的组合物，该环氧树脂体系包含环氧树脂共混物和第二固化剂，该环氧树脂共混物包含环氧树脂、第一固化剂，第一固化剂选自聚亚芳基烷基膦酸酯、聚亚芳基芳基膦酸酯及其组合。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧树脂体系相关申请数据本申请要求2017年9月13日提交的美国临时申请62/558,182的权益，该申请的全部内容通过参考引入本文。
本专利技术涉及用于环氧树脂体系的固化组合物，和利用该固化组合物制备的环氧树脂。本专利技术还涉及制备环氧树脂体系的方法，和由该方法制成的制品。本专利技术的环氧树脂体系包括新颖的固化剂体系。
技术介绍
环氧树脂体系用于制造多种制品，包括复合材料。环氧树脂不具有固有的阻燃性质。所以，多年来采用不同的策略来提供这一特性。但是，很少有环氧树脂体系既组合了高工艺产量(例如对于树脂传递模塑(RTM)、真空浸注、真空辅助树脂传递模塑(VARTM)和长丝缠绕(FiWi)的适宜性)，又满足对于燃烧、烟尘和毒性(FST)的FAA规定。需要用于航天应用、室内和复合材料的适于浸注的环氧树脂，本专利技术应运而生。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术是包含环氧树脂体系的组合物，该环氧树脂体系包含环氧树脂共混物和第二固化剂，该环氧树脂共混物包含环氧树脂、第一固化剂，第一固化剂选自聚亚芳基烷基膦酸酯、聚亚芳基芳基膦酸酯及其组合，第二固化剂选自具有咪唑基团的化合物、具有稠合咪唑环的化合物、胺及其组合。在另一方面中，本专利技术是包含环氧树脂体系的组合物，该环氧树脂体系包含环氧树脂共混物和第二固化剂，该环氧树脂共混物包含环氧树脂、第一固化剂，第一固化剂选自聚亚芳基烷基膦酸酯、聚亚芳基芳基膦酸酯及其组合，第二固化剂选自具有稠合咪唑环的化合物、胺、酸酐、具有咪唑基团的化合物与具有稠合咪唑环的化合物、胺和酸酐中的一种或多种的混合物及其组合，其中该环氧树脂体系不含填料。具体实施方式本专利技术的环氧树脂体系的一个实施方案包含环氧树脂共混物和第二固化剂，该环氧树脂共混物包含环氧树脂、第一固化剂，第一固化剂选自聚亚芳基烷基膦酸酯、聚亚芳基芳基膦酸酯及其组合。在一个实施方案中，第二固化剂可以选自具有咪唑基团的化合物、具有稠合咪唑环的化合物、胺及其组合。在另一实施方案中，第二固化剂可以选自具有稠合咪唑环的化合物、胺、酸酐、具有咪唑基团的化合物与具有稠合咪唑环的化合物、胺和酸酐中的一种或多种的混合物及其组合。第二固化剂不包含在环氧树脂共混物中。该组合物可以进一步包含稀释剂、添加的磷化合物或其组合。该环氧树脂体系可以不含填料，可以不含非亚芳基烷基膦酸酯，可以不含非亚芳基芳基膦酸酯，或者其组合。在一个实施方案中，环氧树脂体系包含约60wt.％至约99.8wt.％的环氧树脂共混物，例如约70wt.％至约99.5wt.％，或约80wt.％至约99.8wt.％。可选地，环氧树脂体系可以包含100份的环氧树脂共混物，和0.2至25.0phr(份每百份树脂)的第二固化剂，例如用0.5至10份的第二固化剂固化的100份的环氧树脂共混物，例如用1.0至8.0份的第二固化剂固化的100份的环氧树脂共混物。第二固化剂可以占环氧树脂体系的约0.2重量％(wt.％)至约40wt.％，例如约0.5wt.％至约30wt.％，或0.2wt.％至约20wt.％。已经发现，本文公开的环氧树脂体系自发固化，或者与第二固化剂相组合来固化，其最终配制物可以具有在100℃时小于500mPa-s，更优选在60℃时小于500mPa-s的粘度，和大于40％的残炭率。本专利技术的环氧树脂共混物可以包含芳族环氧树脂，其基于芳族化合物，尤其是酚类化合物，包括双酚F、双酚A、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷(双酚E)、1,1-二氯-2,2-双(4-羟基苯基)乙烷(双酚C)、酚醛清漆树脂、酚类甲阶酚醛树脂及组合。环氧树脂可以是多官能(包括双官能)环氧树脂。环氧树脂组分占环氧树脂共混物的约20重量％(wt.％)至约95wt.％，例如约40wt.％至约90wt.％，例如约50wt.％至约85wt.％。适宜的液体环氧树脂的商业实例包括但不限于EPONTM树脂827、828和862，EPIKOTETM树脂158，这些全部可商购自美国俄亥俄州哥伦布的HexionInc.。在另一实施方案中，环氧树脂共混物可以含有环氧稀释剂，例如单官能或多官能的环氧稀释剂，作为减粘剂。适宜的稀释剂包括醇的单缩水甘油醚，或非芳族二醇或三醇或多元醇的多缩水甘油醚，或聚二醇，或者其组合。聚二醇的一个例子是聚(氧化丙烯)二醇。添加剂可以是单官能的环氧添加剂，其可以还包括单缩水甘油酯。当存在于环氧树脂共混物中时，任选的环氧稀释剂可以与环氧树脂组合共混，为该环氧树脂共混物的约1重量％(wt.％)至约30wt.％，例如约5wt.％至约20wt.％。环氧树脂体系可以包含聚亚芳基烷基膦酸酯化合物、聚亚芳基芳基膦酸酯化合物或其组合。据信，聚亚芳基烷基膦酸酯化合物和聚亚芳基芳基膦酸酯化合物可以充当环氧化合物的固化剂。适宜的聚亚芳基烷基膦酸酯和聚亚芳基芳基膦酸酯化合物的例子包括聚-(间亚苯基甲基膦酸酯)、聚-(间亚苯基苯基膦酸酯)及其组合。优选的聚亚芳基烷基膦酸酯的例子是聚-(间亚苯基甲基膦酸酯)，如下面的结果所示。其中n为1至50。聚亚芳基烷基膦酸酯化合物、聚亚芳基芳基膦酸酯化合物或其组合可以占环氧树脂共混物的约5重量％(wt.％)至约80wt.％，例如约10wt.％至约60wt.％，例如约15wt.％至约50wt.％。在可选的实施方案中，环氧树脂共混物可以进一步包含添加的磷化合物，其选自非聚亚芳基膦酸酯、磷腈、磷酸烷基酯、磷酸芳基酯、亚磷酸烷基酯、亚磷酸芳基酯及其组合。添加的磷化合物可以选自甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、P,P’,P”,P,P’,P”-六甲氧基磷腈、P,P’,P”,P,P’,P”-六苯氧基磷腈、亚磷酸二甲酯、N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基膦酸二乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、甲基膦酸二苯酯、苯基膦酸二苯酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)、叔丁基化磷酸三苯酯、双酚A双(磷酸二苯酯)、双酚F双(磷酸二苯酯)及其组合。一个优选的例子是间苯二酚双(磷酸二苯酯)(RDP)，如下面的结构所示。添加的磷化合物可以占环氧树脂共混物的约0重量％(wt.％)至约30wt.％，和如果存在的话约0.1wt.％至约30wt.％，例如约5wt.％至约20wt.％。总磷含量优选大于环氧树脂体系/环氧树脂共混物的4wt.％。在一个实施方案中，环氧树脂共混物包含约40wt.％至约85wt.％的环氧树脂，约15wt.％至约40wt.％的选自聚亚芳基烷基膦酸酯、聚亚芳基芳基膦酸酯及其组合的第一固化剂，约0wt.％至约20wt.％的稀释剂，和约0wt.％至约30wt.％的添加的磷化合物，所有组分的总计为环氧树脂共混物的100％。环氧树脂体系可以还包含第二固化剂。第二固化剂可以是非含磷的化合物。第二固化剂可以选自具有咪唑基团的化合物、具有稠合咪唑环的化合物、胺及其组合。可选地，第二固化剂可以选自具有稠合咪唑环的化合物、胺、酸酐、具有咪唑基团的化合物与具有稠合咪唑环的化合物、胺和酸酐中的一种或多种的混合物及其组合。胺可以是脂族胺或芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.环氧树脂体系，其包含：/n环氧树脂共混物，其包含：/n环氧树脂；和/n第一固化剂，其选自聚亚芳基烷基膦酸酯、聚亚芳基芳基膦酸酯及其组合；和/n第二固化剂，其选自具有稠合咪唑环的化合物、胺、酸酐、具有咪唑基团的化合物与具有稠合咪唑环的化合物、胺和酸酐中的一种或多种的混合物及其组合，其中该环氧树脂体系不含填料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 US 62/558,1821.环氧树脂体系，其包含：
环氧树脂共混物，其包含：
环氧树脂；和
第一固化剂，其选自聚亚芳基烷基膦酸酯、聚亚芳基芳基膦酸酯及其组合；和
第二固化剂，其选自具有稠合咪唑环的化合物、胺、酸酐、具有咪唑基团的化合物与具有稠合咪唑环的化合物、胺和酸酐中的一种或多种的混合物及其组合，其中该环氧树脂体系不含填料。


2.根据权利要求1所述的环氧树脂体系，其中该环氧树脂包括芳族环氧树脂，该芳族环氧树脂基于双酚F、双酚A、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-二氯-2,2-双(4-羟基苯基)乙烷、酚醛清漆树脂、酚类甲阶酚醛树脂或其组合。


3.根据权利要求1所述的环氧树脂体系，其中液体环氧树脂组分进一步包含单官能的环氧添加剂。


4.根据权利要求1所述的环氧树脂体系，其中该聚亚芳基烷基膦酸酯选自聚-(间亚苯基甲基膦酸酯)、聚-(间亚苯基苯基膦酸酯)及其组合。


5.根据权利要求1所述的环氧树脂体系，其中该环氧树脂共混物进一步包含添加剂，该添加剂选自添加的磷化合物、稀释剂及其组合。


6.根据权利要求5所述的环氧树脂体系，其中该添加的磷化合物选自非聚亚芳基膦酸酯、磷腈、磷酸烷基酯、磷酸芳基酯、亚磷酸烷基酯、亚磷酸芳基酯及其组合。


7.根据权利要求6所述的环氧树脂体系，其中该添加的磷化合物选自甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、P,P’,P”,P,P’,P”-六甲氧基磷腈、P,P’,P”,P,P’,P”-六苯氧基磷腈、亚磷酸二甲酯、N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基膦酸二乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、甲基膦酸二苯酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·班萨尔，L·S·科利，D·塞帕尔维达卡玛雷纳，J·W·钟，L·泰勒，A·黑尔，
申请(专利权)人：瀚森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US