用于高分子材料的酯化酸制造技术

本教导考虑了一种方法，其包括提供酸和环氧类材料的第一量的酯化反应产物的步骤。该酯化反应产物可以进一步与环氧树脂反应而形成高分子环氧类。所得材料可具有通常线性的骨架、发泡和固化能力以及阻燃性。

【技术实现步骤摘要】
用于高分子材料的酯化酸本申请是申请日为2016年3月21日、申请号为201680028264.5、专利技术名称为“用于高分子材料的酯化酸”的申请的分案申请。
本专利技术通常涉及高分子材料，特别涉及可以应用于如在用于运输车辆中的结构增强和/或挡板等的许多应用中的包括酸的酯(acidester)组分以赋予现场发泡能力、改善的阻燃性特性、和/或固化能力的高分子材料。
技术介绍
在运输和建筑行业中，环氧类粘合剂和泡沫体频繁用于提供结构支撑、密封和声音衰减。对于此类粘合剂和泡沫体的固化和膨胀，典型地需要添加单独的固化剂和发泡剂，增加了制造的费用和时间。一般还期望防火性，需要赋予该性能的额外的试剂。具有至少一个环氧化物基团的聚合物已经记载于美国专利5,115,075；4,438,254；6,011,111；和WO98/14498(参见例如，第3-8页)中，伴随说明性的合成条件，全部作为参考引入(还参见美国专利3,317,471和4,647,648，也作为参考引入本文)。此类材料的实例也可见于而不限于公布的美国专利申请20070270515(Chmielewski等人)的15-25段，其为了全部的目的作为参考引入。美国专利6,730,713记载了一种材料，其包括环氧树脂、磷酸和金属碳酸盐用于形成现场发泡材料。酸的使用提供了期望的膨胀和/或固化的快速反应。然而，磷酸与环氧树脂之间的粘度的明显差异面临对材料的制造和贮存二者的重大挑战。这样的聚合物在复合材料中的用途已经公开于WIPO专利申请WO/2008/010823(解决注入(impregnation)之后环氧类和胺的原位反应的问题)中，作为参考引入本文。还参见美国专利申请20090298974(作为参考引入)。美国专利4,992,525；5,648,401；和6,730,713也可与本教导相关，并且为了全部的目的作为参考引入。尽管有上述教导，但是仍然需要在不需要额外的成分的情况下就能够发泡、固化和/或显示阻燃特性的高分子材料。
技术实现思路
上述需求中的一种或多种通过本教导满足，本教导考虑了一种提供具有阻燃特性、固化能力、和/或在环境条件下或在与刺激物接触时能够现场发泡中的一种或多种的高分子材料的方法和所得材料。本教导考虑了一种方法，其包括提供磷酸与任何适宜于形成磷酸酯的材料的第一量的酯化反应产物的步骤。这样的材料可以是环氧化物。这样的材料可以是二环氧化物和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)的反应产物。酯化反应产物可以进一步与环氧树脂反应而形成高分子材料，其可以是热塑性环氧类。例如，所得材料可以是包括环氧化物官能团且包括至少一个磷原子的聚合物。本教导考虑了一种使酸的酯(acidester)与金属碳酸盐和环氧树脂的组合反应而形成能够发泡的高分子环氧类的方法。本教导考虑了一种使酸的酯与环氧树脂反应而形成能够不用额外的固化剂就固化的高分子环氧类。更特别地，这些教导考虑了一种方法，其包括以受控的方式提供磷酸和用于形成酸的酯的第二材料(可以为环氧化物)的第一量的酯化反应产物以避免胶凝化的步骤，该酯化反应产物具有比磷酸的粘度高的第一粘度。该方法还包括提供适宜与酯化反应产物反应的第二量的环氧树脂的步骤，该环氧树脂具有第二粘度。进行混合酯化反应产物和环氧树脂的步骤以便形成通常均相的反应物混合物。环氧树脂与酯化反应产物反应，从而形成包括至少一个磷原子且重均分子量为至少10,000道尔顿(例如，如通过滴定确定)的高分子环氧类(例如，包括环氧化物官能团的聚合物)。本文的教导进一步提供了一种发泡和/或固化制品的生产方法，其包括提供环氧树脂配方的步骤，提供酸的酯的步骤，和将所述树脂配方与所述酸的酯组合而形成反应性混合物、使所述酸的酯催化所述树脂配方的聚合且与粒子反应而生成发泡气体从而在所述聚合的环氧树脂中形成空穴的步骤。本文的教导还提供了一种方法，其包括以受控的方式提供磷酸和环氧化物的第一量的酯化反应产物以避免胶凝化，该酯化反应产物具有比磷酸的粘度高的第一粘度；提供适宜与酯化反应产物反应的第二量的环氧树脂，该环氧树脂具有第二粘度；将该酯化反应产物和该环氧树脂混合而形成通常均相的反应物混合物；以及使该环氧树脂与该酯化反应产物反应而形成包括至少一个磷原子和重均分子量为至少约10,000道尔顿的高分子环氧类。可行的是，在反应步骤之前，酯化反应产物和环氧树脂在混合步骤中组合，形成通常均相的反应物混合物。第一粘度和第二粘度可以使得在混合步骤期间，在混合物中实现比第一粘度和第二粘度都高的第三粘度之前实现均相性。第一量的反应产物相对于第二量的环氧树脂的比例可以为约4:1至约1:4，或约2:1至约1:2。第一量的反应产物相对于第二量的环氧树脂的比例可以为约1:1。酯化反应产物的pH可以为低于约3。该方法可包括通过使单官能环氧化物与磷酸反应而形成酯化反应产物的步骤。使单官能环氧化物与磷酸反应可包括将一定量的单官能环氧化物引入一定体积的磷酸。单官能环氧化物可以为脂肪族环氧化物和/或芳香族环氧化物。单官能环氧化物的环氧当量重量可以为至少约25g/mol至小于约200g/mol。磷酸酯的官能度可以为至少约1.5至小于约2.5。所得高分子可以为热塑性聚合物。可包括引入物理和/或发泡剂以致所得高分子为泡沫体的步骤。该方法可包括在无机化合物的存在下，组合相对于环氧树脂为化学计量比过量的酯化反应产物用于反应的步骤。无机化合物可以以其与酯化反应产物反应而形成气体并且酯化反应产物也与环氧树脂反应以用于帮助固化的量和条件提供。环氧树脂和无机化合物可以混合在一起并且任选地贮存在一起，而将它们与酯化反应产物在反应前隔开。无机化合物可以为含氧化合物，和/或可以含有金属或准金属。无机化合物可以为矿物。无机化合物可以含有钙、硅、钠、或某些其他碱金属或碱土金属中的一种或多种。无机化合物可以为氧化物、碳酸盐、硅酸盐、或其任意的组合。可以提供环氧化物作为液体环氧树脂用于反应。环氧树脂的官能度可以为大于2且小于5。环氧树脂可以以液态提供。环氧树脂可以以能够溶解于液体中的固态提供。环氧树脂可以以固态提供并且溶解于液体环氧树脂中。可以选择环氧树脂，使得在完全膨胀时，环氧树脂抵抗缩回。可以选择环氧树脂，使得在完全膨胀时，膨胀的发泡树脂在用于发泡的活化期间或之后不会减少其整体的体积形变或另外不会收缩大于其最大形变的约10％。可以选择环氧树脂，使得在完全膨胀为膨胀的发泡树脂时，膨胀的发泡树脂的外表面相对于材料的内部容积基本上不含任何的由收缩导致的凹面。可以选择环氧树脂，使得在完全膨胀为膨胀的发泡树脂时，膨胀的发泡树脂的外表面相对于材料的内部容积基本上不含任何的由收缩导致的凸面。本文的教导进一步提供了一种根据上述方法制成的聚合物。聚合物可以用于腔室填充、腔室增强、声学修正、粘合剂、阻燃泡沫体、阻燃粘合剂、阻燃热塑性塑料、或膜。聚合物可以显示出充分的阻燃性以满足展示阻燃性的一个或多个要求(例如，满足14C.F.R.§25.853和14C.F.R.§25.856(关于隔间内饰的美国本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：/n以受控的方式提供磷酸和环氧化物的第一量的酯化反应产物以避免胶凝化，所述酯化反应产物具有比磷酸的粘度高的第一粘度；/n提供适宜与所述酯化反应产物反应的第二量的环氧树脂，所述环氧树脂具有第二粘度；/n将所述酯化反应产物和所述环氧树脂混合以形成通常均相的反应物混合物；/n使所述环氧树脂与所述酯化反应产物反应，形成包括至少一个磷原子且重均分子量为至少约10,000道尔顿的高分子环氧类。/n

【技术特征摘要】
20150319 US 62/135,337;20150821 US 62/208,2361.一种方法，其包括：
以受控的方式提供磷酸和环氧化物的第一量的酯化反应产物以避免胶凝化，所述酯化反应产物具有比磷酸的粘度高的第一粘度；
提供适宜与所述酯化反应产物反应的第二量的环氧树脂，所述环氧树脂具有第二粘度；
将所述酯化反应产物和所述环氧树脂混合以形成通常均相的反应物混合物；
使所述环氧树脂与所述酯化反应产物反应，形成包括至少一个磷原子且重均分子量为至少约10,000道尔顿的高分子环氧类。


2.根据权利要求1所述的方法，其中在反应步骤之前，所述酯化反应产物和所述环氧树脂在混合步骤中组合，形成通常均相的反应物混合物。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一粘度和所述第二粘度使得在混合步骤期间，在混合物中实现比所述第一粘度和所述第二粘度都高的第三粘度之前实现均相性。


4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其中所述第一量的反应产物相对于所述第二量的环氧树脂的比例为约4:1至约1:4，或约2:1至约1:2。


5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其中所述第一量的反应产物相对于所述第二量的环氧树脂的比例为约1:1。


6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其中所述酯化反应产物的pH为低于约3。


7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其中所述方法包括通过使单官能环氧化物与磷酸反应形成酯化反应产物的步骤。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述使单官能环氧化物与磷酸反应包括将一定量的单官能环氧化物引入一定体积的磷酸中。


9.根据权利要求7～8任一项所述的方法，其中所述单官能环氧化物为脂肪族环氧化物和/或芳香族环氧化物。


10.根据权利要求7～9任一项所述的方法，其中所述单官能环氧化物的环氧当量重量为至少约25g/mol至小于约200g/mol。


11.根据权利要求1～10任一项所述的方法，其中所述磷酸的酯的官能度为至少约1.5至小于约2.5。


12.根据权利要求1～11任一项所述的方法，其中所得高分子为聚合物。


13.根据权利要求1～12任一项所述的方法，其中包括引入物理和/或发泡剂以致所得高分子为泡沫体的步骤。


14.根据权利要求1～13任一项所述的方法，其中所述方法包括在无机化合物(例如，碳酸盐)的存在下，组合相对于所述环氧树脂为化学计量比过量的所述酯化反应产物用于反应的步骤。


15.根据权利要求14所述的方法，其中所述无机化合物以其与所述酯化反应产物反应而形成气体并且所述酯化反应产物也与所述环氧树脂反应以用于帮助固化的量和条件来提供。


16.根据权利要求14所述的方法，其中将所述环氧树脂和所述无机化合物混合在一起并且任选地贮存在一起，而将它们与所述酯化反应产物在反应前隔开。


17.根据权利要求14～15任一项所述的方法，其中所述无机化合物为含氧化合物，和/或含有金属或准金属。


18.根据权利要求14～15任一项所述的方法，其中所述无机化合物为矿物。


19.根据权利要求14～15任一项所述的方法，其中所述无机化合物含有钙、硅、钠或某些其他碱金属或碱土金属中的一种或多种。


20.根据权利要求14～15任一项所述的方法，其中所述无机化合物为氧化物、碳酸盐、硅酸盐、或其任意的组合。


21.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·恰普利茨基，凯文·希克斯，
申请(专利权)人：泽费罗斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US