苄基化的三氨基壬烷及其用途制造技术

本发明专利技术提供苄基化的三氨基壬烷化合物，包含苄基化的三氨基壬烷化合物的环氧固化剂组合物，和制备这样的组合物的方法。还公开了胺‑环氧组合物和由这些胺‑环氧组合物制备的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】苄基化的三氨基壬烷及其用途
本专利技术一般性地涉及苄基化的三氨基壬烷化合物，衍生自这样的化合物的固化剂和胺-环氧组合物，以及由这样的化合物和/或组合物制备的制品。
技术介绍
用基于胺的固化剂固化、硬化和/或交联的环氧树脂的用途是众所周知的。这些胺-环氧材料广泛用于范围为从涂料、粘合剂和复合材料到用于混凝土、水泥基或陶瓷基材的建筑产品的应用，其经常被称为土木工程应用，例如用于混凝土铺地材料的配制剂。已经使用了各种方法来通过降低伯胺的量而降低在环氧加工中的氨基甲酸化(carbamation)。一种方法包括将胺与单或二缩水甘油基醚加合。然而，这种方法的缺点是提高了产品的粘度。另一种方法包括在伯胺上进行丙烯腈的迈克尔加成。在这种情况下，粘度保持是低的，但经过一段时间后(intime)发生的逆反应释放出游离的丙烯腈，这使得产品毒性很高并且难以处理。当用大多数非芳族胺固化环氧树脂时，这些胺与环氧树脂的混溶性并不总是很好，并且可能会发生某种不完全固化。这种不完美的固化会导致表面上的变白或油腻的层(发白)，以及所固化的环氧体系的差的物理性能。为了改进固化，可以使用稀释剂，例如苄醇。这将潜在的VOC(挥发性有机内容物)增塑剂引入到环氧体系中。这样的体系一旦完全固化，将在一段时间内缓慢散发这些类型的增塑剂到大气中。由于引入了更严格的环境法规，并且希望许多工业满足新的“绿色标签”或“排放合规性”标准，因此需要新的产品，它们既可用于工业铺地材料又可用于保护性涂料领域，其不仅提供优异的固化性能，而且还符合地区排放指令。改进的排放标准的实例包括AgBB、DIBt、DerBlaueEngel，加利福尼亚(California)CDPH和美国绿色建筑委员会(LEED)。已经开发了胺的苄基化并将其用于克服关于更好的穿透固化(throughcure)的问题，而不用任何添加溶剂和增塑剂，从而导致新的符合排放标准的技术。与基础胺相比，苄基化改进了穿透固化。尽管其给出了排放合规性体系，但其也使得在环氧树脂和胺固化剂之间的反应减慢，因此增加了固化时间。美国专利8,318,309(其通过引用并入本文中)公开了一种用于环氧树脂的固化剂，其是通过氨基丙基化的亚烷基二胺的苄基化制备的。美国专利8,168,296(其通过引用并入本文中)公开了一种用于环氧树脂的固化剂，其是通过多亚烷基多胺的苄基化制备的。在美国专利8,318,309和8,168,296中的反应和形成的产物导致宽范围的产物和性能，其中本领域希望在所得的苄基化的产物中具有更大的可定制性和特定的产物规格。美国专利申请公开号2013/0079435A1(其通过引用并入本文中)公开了一种用于环氧树脂的固化剂，其是通过间苯二甲胺的苄基化制备的。美国专利申请公开号2013/0079435A1的固化剂的缺点是环氧树脂的固化非常缓慢。存在许多在胺-环氧涂料工业中应用的基于胺的固化剂和胺-环氧组合物；然而，已知的产品无法完全满足需求或解决上述问题。重要的是找到一种苄基化的胺，其改进了穿透固化，但保留其它性能，例如在低温下的固化速度和外观。因此，本专利技术就是针对这一目的。
技术实现思路
专利技术概述本专利技术公开了苄基化的三氨基壬烷化合物，固化剂组合物以及制备这样的组合物的方法。这些固化剂组合物可用于固化、硬化和/或交联环氧树脂。本专利技术包含固化剂组合物，该固化剂组合物包含至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物，该苄基化的三氨基壬烷化合物具有至少三个活性胺氢原子和至少一个苄基基团，其在一个实施方案中包含苯甲醛化合物与三氨基壬烷(TAN)化合物(HexatranTM,AscendPerformanceMaterials)的还原胺化的反应产物。在另一个实施方案中，所述至少一种苄基化的TAN包含苄基卤与TAN的反应产物。在另一个示例性实施方式中，本公开包括形成固化剂组合物的方法。所述方法包括使苯甲醛化合物或苄基卤与三氨基壬烷(TAN)化合物接触。所述苯甲醛化合物或苄基卤化合物与三氨基壬烷在足以形成苄基化的三氨基壬烷化合物的条件下反应。在另一个示例性实施方案中，本公开包括胺-环氧组合物。所述胺-环氧组合物包括固化剂组合物与环氧组合物的接触产物，所述固化剂组合物包括至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物，该苄基化的三氨基壬烷化合物是苯甲醛化合物或苄基卤化合物与三氨基壬烷化合物的反应产物；所述环氧组合物包含至少一种多官能环氧树脂。使用苄基化的三氨基壬烷化合物的胺-环氧组合物在固化速度、抗氨基甲酸化性和水斑方面提供了优点，其优于使用苄基化的氨基丙基化的亚烷基二胺化合物或苄基化的间苯二甲胺化合物的胺-环氧组合物。在另一个示例性实施方案中，本公开包括苄基化的三氨基壬烷化合物。从以下对优选实施方案的更详细说明，本专利技术的其它特征和优点将显而易见。专利技术详述本公开的实施方案包括苄基化的三氨基壬烷化合物，固化剂组合物以及制备这样的组合物的方法。这些固化剂组合物可用于固化、硬化和/或交联环氧树脂。一个实施方案包括固化剂组合物，其包含至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物，该苄基化的三氨基壬烷化合物是苯甲醛化合物或苄基卤化合物与三氨基壬烷(TAN)化合物的反应产物。通常，根据本公开的实施方案，固化剂组合物具有约50至约250，优选50至约150的基于100％固体分的胺氢当量(AHEW)。苄基化度取决于例如在还原胺化反应中苯甲醛化合物或苄基卤化合物与在所述三氨基壬烷化合物中的反应性胺氢的当量比例。因此，在本公开的示例性实施方案中，所述固化剂组合物包含苄基化的三氨基壬烷，该苄基化的三氨基壬烷包含一个，或两个，或三个，或四个，或五个，或六个苄基基团，或它们的任何组合。在本专利技术的一个方面，所述至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物具有下式：其中RA是取代或未取代的苄基基团；RB和RC独立地是RA或氢原子。在本专利技术的另一个方面，所述至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物具有下式：其中RA是取代或未取代的苄基基团；RB、RC、RD、RE和RF独立地是RA或氢原子。考虑到在所述三氨基壬烷化合物上其中苄基基团可替代氢原子的许多种可能的位置，由至少一种三氨基壬烷化合物和苯甲醛化合物的还原反应得到的产物或由与苄基卤反应得到的产物必定是许多不同物质的混合物。在式(I)的苄基化的TAN中，RB和RC中的一些是氢，并且其它是苄基基团。在式(II)的苄基化的TAN中，RB、RC、RD、RE和RF中的一些是氢，并且其它是苄基基团。三氨基壬烷是具有三个伯胺基团的胺。三氨基壬烷的苄基化产生三官能的苄基化的胺。哪些和多少个活性胺氢被转化为苄基基团取决于许多因素，其中包括反应条件、催化剂选择、反应物比例、反应物(苯甲醛化合物或具体的卤化物化合物)的选择等。例如，以约1.2:1的苯甲醛与三氨基壬烷化合物的摩尔反应物比例使用苯甲醛化合物作为反应物产生约40-50％的单苄基化的胺，约30-40％的二苄基化的胺，和约1-5％的三苄基化的胺。在另一个实例中，以约2:1的苯甲醛与三氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.固化剂组合物，其包含至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物，其中所述苄基化的三氨基壬烷化合物包含苯甲醛化合物或苄基卤化合物与三氨基壬烷化合物的反应产物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.固化剂组合物，其包含至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物，其中所述苄基化的三氨基壬烷化合物包含苯甲醛化合物或苄基卤化合物与三氨基壬烷化合物的反应产物。


2.权利要求1的组合物，其中所述苄基化的三氨基壬烷化合物具有下式：



其中RA是取代或未取代的苄基基团；RB和RC独立地是RA或氢原子。


3.权利要求2的组合物，其中所述组合物包含约10-20％的单苄基化的胺，约60-70％的二苄基化的胺，和约15-20％的三苄基化的胺。


4.权利要求1至3的组合物，其中所述苯甲醛化合物与所述三氨基壬烷的摩尔反应物比例在约0.8:1至约3:1范围内。


5.权利要求1至3的组合物，其中所述苄基卤化合物与所述三氨基壬烷的摩尔反应物比例在约0.8:1至约3:1范围内。


6.权利要求1至3的组合物，其中所述固化剂组合物具有约50至约250的基于100％固体分的胺氢当量(AHEW)。


7.形成固化剂组合物的方法，该方法包括在足以形成至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物的条件下，使苯甲醛化合物或苄基卤化合物与三氨基壬烷化合物接触。


8.权利要求7的方法，其中所述至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物具有下式：



其中RA是取代或未取代的苄基基团；RB和RC独立地是RA或氢原子。


9.权利要求7或8的方法，其中所述苯甲醛化合物和所述三氨基壬烷化合物以约0.8:1至约3:1的所述苯甲醛化合物与所述三氨基壬烷化合物的摩尔反应物比例进行反应。


10.权利要求7或8的方法，其中所述苄基卤和所述三氨基壬烷化合物以约0.8:1至约3:1的所述苄基卤化合物与所述三氨基壬烷化合物的摩尔反应物比例进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·维戴奇，M·库克，S·阿南塔查，J·施内克，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE