專利名稱：高官能度胺化合物及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開主要與作為固化劑的胺化合物有關(guān)。
背景技術(shù)：
與生產(chǎn)環(huán)氧樹脂有關(guān)的通常使用的制造工藝包括，纖維纏繞成
型、拉擠成型、注塑成型、樹脂傳遞模塑(RTM)、真空輔助RTM (VARTM) 和濕法層疊成型或真空袋技術(shù)。聚氧化亞烷基胺(有時稱作為聚醚胺)，是環(huán)氧體系中有效的固 化劑，用來提高柔韌性及延長在纖維增強型復(fù)合材料制造過程中的工 作時間。這里的"工作時間"是指從環(huán)氧樹脂的活性成分初次相互混 合到混合物不再適合加工所需的時間。工作時間內(nèi)，樹脂或含樹脂的 物質(zhì)都處于可澆注、柔性、柔韌或其他適合模壓的狀態(tài)。
諸如基于二醇和三元醇的那些的，以及包括例如JEFFAMINE⑧品 牌的胺類商業(yè)產(chǎn)品的低官能度的聚醚胺已被用作環(huán)氧固化劑。當(dāng)用于 聚合標(biāo)準(zhǔn)的液態(tài)環(huán)氧樹脂(比如主要含有雙酚A的二縮水甘油醚的環(huán) 氧樹脂)時，增加這些低官能度胺的分子量會產(chǎn)生較低玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度(Tg)。增加低官能度聚醚胺的分子量也會導(dǎo)致凝膠期過長，相關(guān) 問題還有例如在固化過程中如果表面暴露在空氣中，胺會與二氧化碳 和水發(fā)生反應(yīng)。由于暴露而產(chǎn)生的油性表面現(xiàn)象通常被稱為"胺致發(fā) 白(amine blushing)"。另一方面，由于反應(yīng)基濃度較高，高官能度低分子量的胺會縮短 凝膠期并具有較高的放熱溫度。通常，較高的放熱溫度會限制能成型 部件的橫斷面厚度，因為較厚部分中會發(fā)生熱降解。這種熱降解可能 表現(xiàn)為炭化或者會產(chǎn)生不良力學(xué)特性。 發(fā)明概述胺組分在一具體的實施方案中如下所示<formula>formula see original document page 6</formula>
其中，平均來說，0.0 < w + x + y + z < 25,每個R可獨立選 自包含氫、甲基、乙基、丙基和丁基的組。在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為7，胺氫當(dāng)量(AHEW)至少為約50。
在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，胺氫當(dāng)量(AHEW)至少約115,且不高于約400。
在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，分子量(MW)介于約700到約2900之間。 [ooio]在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，平均分子量(AMW)滿足如下不等式AMW > 2000 - 222 . AHF且AMW < 500 . AHF。在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度至 少為7，分子量(MW)介于約700與約56(J0之間。
在另一個例示性具體實施方案中，制備固化環(huán)氧樹脂的方法包括 提供根據(jù)任一上述胺官能固化劑或胺組分的胺組分，提供多官能環(huán)氧樹脂，并將多官能環(huán)氧樹脂與多胺化合物彼此接觸。在另一個例示性具體實施方案中，制備聚脲的方法包括提供有機 多異氰酸酯，提供根據(jù)上述任一胺組分或胺官能固化劑的胺組分，并 讓該有機多異氰酸酯與多胺組分接觸。 發(fā)明詳述在一個例示性具體實施方案中，公布的內(nèi)容涉及基于具有至少4 個羥基的多元醇或多羥基化合物的胺化合物，所述胺化合物可用作制 備聚脲的環(huán)氧固化劑或共同反應(yīng)物。在特定實施方案中，胺化合物基 于烷氧基化的季戊四醇或烷氧基化的雙季戊四醇。以四官能多元醇為 例，比如季戊四醇與乙烯、丙烯、丁烯氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物可^皮還原氨
化以提供官能度至少為8的環(huán)氧固化劑。除了固化產(chǎn)物中的理想機械
特性外，胺化合物還提供理想的反應(yīng)性和加工特性。在一個例示性具體實施方案中，胺化合物具有較高的胺氫官能度
(AHF)。胺氫官能度(AHF)的定義是在胺化合物中連接到每個伯和仲 胺氮原子上的氫原子的總數(shù)。具體地，胺化合物的每個伯胺為胺氫官 能度(AHF)貢獻了 2，每個仲胺貢獻了 1，每個叔胺貢獻了 0。因此， 如果一個胺化合物包含四個伯胺基，則胺氫官能度(AHF)數(shù)量為8。 再例如，含三個伯胺基的胺化合物的胺氬官能度(AHF)達到6。還例 如，含三個伯和一個仲胺基的胺化合物的胺氫官能度(AHF)為7，胺 化合物的胺氫官能度(AHF )可以通過將一個或多個伯胺基向仲胺基轉(zhuǎn) 化而改變。在一個特定的具體實施方案中，胺化合物的胺氫官能度(AHF) 至少為5。更特別的，胺化合物的胺氫官能度(AHF)可以最少為6, 例如至少7，或者甚至至少8。在一個例示性的具體實施方案中，胺氫 官能度(AHF)不超過14,例如不超過13。用胺氫當(dāng)量(AHEW)可以進一步表征胺化合物。胺氫當(dāng)量(AHEW) 是指胺化合物的平均分子量除以胺氫官能度(AHF)。在一個例示性的具 體實施方案中，胺氫當(dāng)量(AHEW)可以至少達到約50、例如至少約70、 至少約115，甚或至少約120。在進一步實例中，胺氫當(dāng)量(AHEW)可
7以不超過約400。例如胺氫當(dāng)量(AHEW)可以不超過約350、例如不超過 約300、不超過約200,甚或不超過約150。特別是，胺化合物的胺氬 當(dāng)(AHEW)可以介于約50到約400、例如約115到約400，或者甚至 約115到約150之間。特別是，胺化合物的官能度大于等于5，且AHEW 至少為50。進一步來說，胺化合物的平均分子量可以至少達到約600，例 如至少約670、至少約700，或者甚至至少約800。胺化合物的平均分 子量可以不超過5600。舉例來說，平均分子量可以不超過約4800，例 如可以不超過約2900、不超過約2000，或者甚至不超過約1500。特 別是，平均分子量可介于約600到約5600、例如約700到約4800， 或者甚至約800到約1500之間。要改變由多官能原料形成的胺的AHEW，可以通過控制氧化物(如 環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、或環(huán)氧丁烷)的添加來調(diào)節(jié)起始多元醇的分子 量。通過環(huán)氧丁烷的反應(yīng)來終止多元醇鏈會導(dǎo)致最后產(chǎn)物中具有更大 的胺的位阻。同樣的，從此類原料制備得到的胺的反應(yīng)性大大低于用 環(huán)氧丙烷終止多元醇原料末端所得到的胺的反應(yīng)性。如用環(huán)氧乙烷來 終止末端，會導(dǎo)致甚至更小的位阻，并且因此導(dǎo)致最終的胺的反應(yīng)性 更高。此外，由環(huán)氧乙烷封端的多元醇形成的胺的更大反應(yīng)性，會導(dǎo) 致在胺化過程中此類胺部分冷凝，如此也導(dǎo)致官能度比通常由原料實 現(xiàn)的情況更高。在一個實施例中，用環(huán)氧乙烷部分封端起始的多元醇， 可用作增加固化劑的平均分子官能度的措施，同時也會在選定數(shù)量的 耦合反應(yīng)完成時生成較低反應(yīng)性的固化劑。在一個特定的實施例中，由烷氧基化的多元醇化合物生成胺化合物，其中多元醇化合物至少含有約4個羥基。可以用作原料以生成胺 化合物的多元醇的例子包括赤蘚醇、季戊四醇、雙季戊四醇以及它 們的烷氧基化物，它們單獨或相互混合使用?；蛘?，也可以使用高官 能度的多元醇，比如曼尼希多元醇、胺多元醇、蔗糖/乙二醇多元醇、 蔗糖/甘油多元醇、蔗糖/胺多元醇、山梨糖多元醇或上迷各種原料的 任意組合。多元醇可被烷氧基化以增加分子量，這樣就可以控制最終的胺的 胺氫當(dāng)量(AHEW)。例如，多元醇或其烷氧基化物可以用環(huán)氧乙烷、環(huán) 氧丙烷、環(huán)氧丁烷、或它們的任意組合來烷氧基化。尤其是，使用不 同反應(yīng)物種(s pec i es )進行的烷氧基化反應(yīng)會在最終的胺化合物中提 供所需特性。例如，先用環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷進行烷氧基化反應(yīng)，然 后用環(huán)氧丁烷進行烷氧基化反應(yīng)，這可能產(chǎn)生會影響從這些多元醇制 備的胺化合物反應(yīng)性的位阻。在另一個實例中，連續(xù)地用環(huán)氧丙烷進 行烷氧基化反應(yīng)并然后用環(huán)氧乙烷進行烷氧基化反應(yīng)，這可能增加最 終的胺化合物的反應(yīng)性。烷氧基化的條件可以包括，使醇引發(fā)劑與氧 化物及催化劑接觸，接觸溫度介于90-160。C，壓力范圍為40-100 psi， 并接觸持續(xù)足夠時間讓氧化物發(fā)生反應(yīng)。烷氧基化的多元醇中的醇基團可能通過還原胺化反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成 胺。例如，多元醇可以在氫和過量氨存在的情況下被還原胺化。特別 的工藝條件包括，使多元醇接觸過量氨和氫以及合適的胺化催化劑， 壓力范圍在1200至2500 psi,溫度范圍180-240C并接觸持續(xù)適宜 的時間以獲得胺的高轉(zhuǎn)化率。在一個特定的具體實施方案中，胺化合物基于烷氧基化的季戊四 醇且具有以下通式(I):H2N
NH2例如，w， x， y， z的總和可介于4. 0到13. 0,例如4. 0到10. 0 之間。在一個特定的實施例中，w， x， y， z的總和可介于4. 0到5.0 之間。在另一個實例中，w， x， y， z的總和可介于8. 0到9. 0。在一個特定的具體實施方案中，與胺基鄰近的R基的選擇會影響
胺的反應(yīng)性。比如，乙基、丙基或丁基會產(chǎn)生位阻從而導(dǎo)致降低的反
應(yīng)性。相反，用氫代替R會提高反應(yīng)性。通式(I)的胺化合物可以有至少一個伯胺，例如至少兩個、至少 三個或甚至四個伯胺?；蛘?，也可以將一個或多個胺轉(zhuǎn)化成仲胺。
通式(I)的胺化合物的平均分子量至少為約600，例如至少為約
800。進一步而言，胺化合物的胺氫當(dāng)量(AHEW)至少為50、例如至少 約70,或者甚至至少約115。除了使用上述多胺外，上述的胺可以相互組合、與現(xiàn)有技術(shù)的胺 或者它們的任意組合相組合，以形成胺組分。用于組合的胺包括，例如N-氨乙基哌嚷(AEP) ; 二亞乙基三胺(DETA);三亞乙基四胺(TETA);四亞乙基五胺(TEPA) ; 2-甲基五亞甲基二胺(Dytek A-DuPont );1,3 -戊烷二胺(從Invista North America S. A. R. L公司以D訂EK⑧EP品牌獲得，DYTEK是Invista North America S. A. R. L公司的注冊商標(biāo))；三甲基六亞曱基二胺(2，2，4-和2，4，4-異構(gòu)體的1:1混合物，以VESTAMIN⑧TMD品牌獲得，VESTAMIN是EvonikIndustries AG的注冊商標(biāo))；聚酰胺固化劑；聚酰胺基胺固化劑；曼尼希堿型固化劑；二(氨甲基)環(huán)己胺(1，3-BAC);異佛爾酮二胺(IPDA);薄荷烷二胺；二(對-氨基環(huán)己胺)曱烷(PACM); 2，2'-二曱基二 (對-氨基環(huán)己胺)曱烷(DMDC); 二甲基二環(huán)己基曱烷)；1,2-二氨基環(huán)己烷；1，4-二氨基環(huán)己烷；間-二甲苯二胺(m-XDA);降莰烷二胺(NBM);間-苯二胺(m-PDA); 二氨基二苯砜(DDS或DADS);亞甲基二苯胺(MDA); JEFFAMINE D-230胺(Huntsman); JEFFAMINE D-400胺(Huntsman); JEFFAMINE T-403胺(Huntsman); 二乙基甲苯二胺(DETDA)，或其任何組合。此處提供的胺、胺的組合及工藝特別有益于提供具有理想的固化時間及工藝特性(如低粘度)的環(huán)氧體系。胺化合物可以與環(huán)氧樹脂反應(yīng)形成固化的環(huán)氧樹脂。合適的多官能環(huán)氧樹脂包括至少有兩個環(huán)氧端基的那些及包括以下物質(zhì)
<formula>formula see original document page 11</formula>其中n可以介于0至約4之間；DGEBF (雙酚F的二縮水甘油醚)，其具有下列結(jié)構(gòu)例如Huntsman的ARALDITE GY 285 epoxy;和三官能及更高官能的環(huán)氧樹脂，例如Huntsman的TACTIX 742 epoxy:
環(huán)氧官能的線性酚醛樹脂，如D.E.N. 438環(huán)氧樹脂、ARALDITE EPN 1180環(huán)氧樹脂、D.E.N. 431環(huán)氧樹脂，也適用于該工藝中。D.E.N.是Dow Chemical公司的注冊商標(biāo)，ARALDITE是Huntsman公司的注冊商標(biāo)。所有分子結(jié)構(gòu)中含有2個以上環(huán)氧基的材料均適用，包括但不局限于上述材料，將這類材料便利地統(tǒng)稱為"多官能環(huán)氧樹脂"。在另一個具體實施方案中，胺可與有機多異氰酸酯反應(yīng)以生成聚脲。這些多異氰酸酯包括標(biāo)準(zhǔn)的異氰酸酯組成，如MDI基的半預(yù)聚物，如Huntsman ^J^司提供的 RUBINATE 9480 、 RUBINATE 9484及RUBINATE 9495的那些。液化的MDI，如M0NDUR⑧ML，可用作為全部或部分的異氰酸酯。例示性的異氰酸酯可以包括如美國專利4， 748， 192中所述的脂族異氰酸酯。相應(yīng)的，它們通常包括脂肪族二異氰酸酯，特別包括三聚化或縮二脲形式的脂肪族二異氰酸酯，如六亞曱基二異氰酸酯，或四烷基二曱苯二異氰酸酯的雙官能單體，如四甲基二甲苯二異氰酸酯。環(huán)己烷二異氰酸酯也被視為首選的脂肪族異氰酸酯。其他有用的脂族多異氰酸酯在美國專利4, 705, 814中有陳述，在此將其完全引用以供參考。它們包括脂族二異氰酸酯，例如在亞烴基自由基中具有4到12個碳原子的亞烷基二異氰酸酯，如1，12-十二烷二異氰酸酯和1,4-四亞甲基二異氰酸酯。同時提及脂環(huán)族二異氰酸酯，如1,3和1，4-環(huán)己烷二異氰酸酯以及這些異構(gòu)體的任意混合，l-異氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-異氰酸根合甲基環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯)；4，4'-， 2，2'-和2，4'-二環(huán)己基曱烷二異氰酸酯以及相應(yīng)的異構(gòu)體的混合物等。各種各樣的芳族多異氰酸酯都可被用來生成泡沫聚脲彈性體。典型的芳族多異氰酸酯包括對苯二異氰酸酯，
12聚亞曱基聚苯基異氰酸酯，2,6-曱苯二異氰酸酯，聯(lián)茴香胺二異氰酸酯，二曱代亞苯基二異氰酸酯，萘-l,4-二異氰酸酯，二(4-異氰酸根合苯基)曱烷，二(3-曱基-3-異氰酸根合苯基)甲烷，二(3-甲基-4-異氰酸根合苯基)甲烷和4，4'-二苯基丙烷二異氰酸酯。使用的其他芳族多異氰酸酯是亞甲基橋聯(lián)的聚苯基多異氰酸酯混合物，其官能度介于約2到約4之間。后者的這些異氰酸酯化合物通常是由對相應(yīng)的亞甲基橋聯(lián)的聚苯基多胺進行光氣化制備的，這些亞甲基橋聯(lián)的聚苯基多胺通常是在存在氫氯酸和/或其他酸性催化劑的情況下，由曱醛和芳族伯胺(如苯胺)反應(yīng)生成。有關(guān)制備多胺和尤其制備相應(yīng)的亞甲基橋聯(lián)的聚苯基多異氰酸酯的工藝在美國專利2, 683, 730 、2,950,263、 3， 012， 008、 3, 344, 162和3,362, 979中都有提及，將它們?nèi)績?nèi)容引用在此以供參考。通常情況下，亞甲基橋聯(lián)的聚苯基多異氰酸酯混合物含有約20重量％-約100重量。/。的亞曱基二苯基二異氰酸酯異構(gòu)體，其余的是有更高的官能度和分子量的聚亞甲基聚苯基二異氰酸酯。它們中比較典型的是含有約20重量％-約100重量％的二苯基二異氰酸酯異構(gòu)體的聚苯基多異氰酸酯混合物，其中約20重量％-約95重量y。是4，4'-異構(gòu)體，其余的是有較高分子量和官能度(平均官能度介于約2. 1到約3. 5之間)的聚亞甲基聚苯基多異氰酸酯。這些異氰酸酯混合物是市場上能買到的已知原料，且能夠通過在美國專利3, 362, 979中提及的方法制備。優(yōu)選的芳族多異氰酸酯是亞甲基雙(4-苯基異氰酸酯)或"MDI"。純MDI、 MDI的半預(yù)聚合物、改性的純MDI等都可用于制備聚脲。由于純MDI是固態(tài)的，因此通常不方便使用，此處使用基于MDI或亞曱基雙(4-苯基異氰酸酯)的液體產(chǎn)品。美國專利3， 394，164中描述了液態(tài)MDI產(chǎn)品，將其引入以供參考。更通常來說，脲酮亞胺改性的純MDI也包括其中。該產(chǎn)品是通過在催化劑的存在下加熱經(jīng)過蒸餾的純的MDI制備的。液態(tài)產(chǎn)品是純MDI與改性MDI的混合物。術(shù)語"異氰酸酯"還包括含有異氰酸酯的半預(yù)聚物或具有活潑氫的多異氰酸酯的材料。"有機二異氰酸酯"可以包含上述異氰酸酯。
特別的，胺化合物，胺組分及其方法的具體實施方式
提供了較理
想的技術(shù)優(yōu)勢。對于含有伯胺的、AHEW較高的環(huán)氧固化劑而言，通常會導(dǎo)致在最終生成的給定的化學(xué)計量量的環(huán)氧樹脂制劑中胺基(及環(huán)氧基)濃度較低。這在環(huán)氧涂層制劑方面是一個性能上的優(yōu)勢，因為環(huán)氧涂層表面較低濃度的胺基可導(dǎo)致更少地從空氣中吸附污染物，如二氧化碳或濕氣。通過減少在空氣暴露中的二氧化碳的量及減少對水分的吸收，可以從胺固化的環(huán)氧涂層制劑表面減少或消除被稱為"胺致發(fā)白"的有害現(xiàn)象。如果制劑的凝膠時間延長，則僅僅是較高的AHEW也許不會減少形成胺致發(fā)白的傾向。這被認(rèn)為是由于在胺與環(huán)氧化物反應(yīng)前，空氣與易變化的含胺制劑之間有一個較長的接觸時間所致。然而，在相同化合物中同時擁有高AHEW和高官能度會促進系統(tǒng)的較早凝膠，這樣就將其固定并限制了可能發(fā)生的發(fā)白的數(shù)量。因此，基于官能度高于4的多元醇胺化的固化劑，尤其是基于季戊四醇衍生物的那些，在用于形成網(wǎng)絡(luò)聚合物時可以提供獨特優(yōu)勢。
特別地，胺化合物的使用會限制可固化的環(huán)氧制劑中胺基的濃度，而在較低的反應(yīng)程度下則促進系統(tǒng)凝膠反應(yīng)。這有利于降低具有較厚部分的模制件的放熱溫度，并減少在固化過程中在暴露于空氣的表面上與胺致發(fā)白形成有關(guān)聯(lián)的各種問題發(fā)生的可能性(包括降低光致泛黃(photo-yellowing))。特別的，使得在相對較低轉(zhuǎn)化率下產(chǎn)生凝膠時間并且反應(yīng)放熱溫和的足夠低的端基反應(yīng)性，容許了能在更大范圍內(nèi)配制。 43種常與環(huán)氧樹脂配合使用的脂族胺化合物中只有6種的平均官能度大于4。最高官能度(6)的非加合固化劑曾是聚亞烷基醚胺類(即全部來自Huntsman公司的JEFFAMINE T-403胺，和JEFFAMINE T-3000胺，及JEFFAMINE T-5000胺)。僅有的目前具有官能度大于6的物質(zhì)的固化劑是一種高粘度的胺環(huán)氧樹脂加合物(下文進一步說明)和四亞乙基五胺(TEPA)，其AHEW相對較低為約30并且由于將高官能度與低A服W結(jié)合，其反應(yīng)性很高。與高官能度、低AHEW的脂族胺體系相比，基于諸如季戊四醇、雙季戊四醇等的多官能原料的烷氧基化物的且有著足夠分子量的高官
能度的胺(并因此也是AHEW)具有優(yōu)勢，即它們可提供溫和甚至緩慢 的反應(yīng)性和很長的工作時間，盡管它們有著高官能度。在環(huán)氧樹脂配 制這一方面，使用既有高官能度又有高AHEW特征的胺的其他優(yōu)勢在 于，對于標(biāo)準(zhǔn)的液體環(huán)氧樹脂，如具有環(huán)氧當(dāng)量(EEW)為約180至200 的雙酚A的二縮水甘油醚，它們的混合比率和粘度比率更匹配，從而 更容易混合以及在混合前可以更均勻地使填料分布在雙部件系統(tǒng)的兩 個部件之間。然而，具有高官能度及高AHEW的胺類固化劑的另一個優(yōu)勢是， 盡管這種具有相對較高的AHEW的胺可能預(yù)計會在已固化產(chǎn)品中產(chǎn)生 較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，但是高官能度會增加交聯(lián)，從而提高固 化聚合物的Tg。上述胺化合物通常具有較高的胺氫官能度(通常大于等于6)且 AHEW值也較高，目前可獲得的環(huán)氧固化劑中除了環(huán)氧樹脂胺加合物之 外沒有具備上述條件者。環(huán)氧樹脂胺加合物是由顯著化學(xué)計量過量的 胺與環(huán)氧樹脂反應(yīng)從而使得配混物保持不凝膠而得到的胺配混物。盡 管環(huán)氧樹脂胺加合物通過配制被廣泛用作為減少胺致發(fā)白問題的手 段，但它的使用還是有一些弊端。環(huán)氧樹脂胺加合物在用作同時獲得 高官能度和高AHEW的手段時的弊端是 1)這種加合物含有大量羥基，其大大增加了它們的粘度并降低 了混入環(huán)氧樹脂配制劑及后續(xù)對其脫氣的容易性。
2)為了避免合成中由于加合物分子的連接而產(chǎn)生過高的分子 量，使用用來隨之降低加合混合物的AHEW的過量胺，或通過額外使用 處理步驟將其從混合物中提出。 3)最終聚合物中的胺濃度并沒有減少，這意味著可能發(fā)生了類
似于低AHEW材料的吸收大氣中水分和二氧化碳的現(xiàn)象。 4)加合反應(yīng)是額外的合成步驟，所以使過程更復(fù)雜，也增加了
產(chǎn)品的成本。在特定的具體實施方案中，胺組分不包含環(huán)氧樹脂胺加合物。
通過混合89. 11份實施例1的產(chǎn)物和190. 89份環(huán)氧樹脂-液體 雙酚A基的環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量為184)，以及在玻璃模具中在80°C 的溫度下烘焙3小時并隨后在125X:下烘焙2小時來進行澆鑄，從而 形成一個標(biāo)稱厚度為八分之一英寸的未填充鑄件。用DSC(差示掃描 量熱計)在加熱速率為20TC/分鐘下測量時，該聚合物的Tg是98.6 °C。機械測試顯示撓曲強度為20， 600 psi，抗拉強度為10, 200 psi， 而拉伸模量為446， 000 psi。實施例2 -環(huán)氧樹脂固化，使用用8.5摩爾德環(huán)氧丙烷并隨后 用5摩爾環(huán)氧丁烷烷氧基化的基于季戊四醇的胺
根據(jù)對這類胺的濕實驗室分析，胺的AHEW約為126克每胺-氳 當(dāng)量。有關(guān)環(huán)氧固化的胺的AHF為8。通過按照1: 1的化學(xué)計量量混合106. 76份這種胺和173. 24份環(huán) 氧樹脂-液體雙酚A基的環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量為184)，以及在110 。C的溫度下烘焙2小時并隨后在125卩下烘焙2小時來進行澆鑄，從 而形成一個標(biāo)稱厚度為八分之一英寸的未填充鑄件。用DSC(差示掃 描量熱計)在加熱速率為20。C/分鐘下測量時，該聚合物的玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度(Tg)是64'C。與此相反，當(dāng)按照56份的1: 1的化學(xué)計量水平使用JEFFAMINE D-400胺(這種胺的AHEW為115， AHF為4 )來固化100份環(huán)氧樹脂 -液體雙酚A基的環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量184)時，得到的Tg為56r， 即使胺的AHEW略低。的液體環(huán)氧樹脂時，得到的產(chǎn)品具有撓曲強度l乙900 psi，抗拉強度 為7200 psi，拉伸才莫量為467，000 psi。
權(quán)利要求
1.具有如下結(jié)構(gòu)的胺組分其中，平均來說，0.0≤w+x+y+z≤25.0，每個R獨立地選自包含氫、甲基、乙基、丙基和丁基的組。
2. 如權(quán)利要求1中所述的胺組分，其中平均來說，4.0《w + x + y + z < 5. 0。
3. 如權(quán)利要求1中所述的胺組分，其中平均來說，8.0 < w + x + y + z < 9. 0。
4. 一種胺官能固化劑，其具有的胺氫官能度(AHF)為至少5，胺-氫當(dāng)量(AHEW)為至少約50。
5. 如權(quán)利要求4中所述的胺官能固化劑，其中的胺官能固化劑由 烷氧基化的多元醇化合物形成。
6. 如權(quán)利要求5中所述的胺官能固化劑，其中所述的烷氧基化的 多元醇化合物有至少約4個羥基。
7. 如權(quán)利要求5中所述的胺官能固化劑，其中烷氧基化的多元醇 化合物具有選自于以下化合物的多元醇赤蘚醇、季戊四醇、雙季戊四 醇以及它們的組合。
8. 如權(quán)利要求5中所述的胺官能固化劑，其中所述的烷氧基化的 多元醇化合物具有高官能度的多元醇。
9. 如權(quán)利要求5中所述的胺官能固化劑，其中所述烷氧基化的多 元醇化合物具有選自于以下化合物的多元醇曼尼希多元醇、胺多元醇、 蔗糖/乙二多元醇、蔗糖/甘油多元醇、蔗糖/胺多元醇、山梨醇多元醇 及其組合。
10. 如權(quán)利要求4中所述的胺官能固化劑，其中AHEW是至少約70 且不大于400。
11. 如權(quán)利要求4中所述的胺官能固化劑，其中AHEW是至少約115 且不大于150。
12. 如權(quán)利要求4中所迷的胺官能固化劑，其中AHF是至少7。
13. 如權(quán)利要求4中所述的胺官能固化劑，其中AHF是至少8。
14. 如權(quán)利要求4中所述的胺官能固化劑，其中所述的胺官能固化 劑包含至少3個伯胺基。
15. 如權(quán)利要求4中所迷的胺官能固化劑，其中胺官能固化劑含有 至少4個伯胺基。
16. 如權(quán)利要求4中所述的胺官能固化劑，其中胺官能固化劑的分 子量為至少約600。
17. 如權(quán)利要求4中所述的胺官能固化劑，其中胺官能固化劑的分 子量為至少約800且不大于約1500。
18. 胺官能固化劑的制備方法，包括如下步驟 提供多元醇；烷氧基化多元醇以形成垸氧基化的多元醇化合物；和 對烷氧基化的多元醇化合物進行胺化。
19. 如權(quán)利要求18所述的胺官能固化劑的制備方法，其中烷氧基 化多元醇的步驟包括用選自下列化合物的氧化物烷氧基化所述的多元醇環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷和它們的任意組合。
20.如權(quán)利要求18所述的胺官能固化劑的制備方法，其中烷氧基化 多元醇的步驟包括用環(huán)氧乙烷烷氧化多元醇及用環(huán)氧丁烷烷氧化多元 醇。
全文摘要
在另一個例示性的具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度(AHF)至少為7，胺-氫當(dāng)量(AHEW)至少為約50。
文檔編號C08G65/48GK101675084SQ200880008404
公開日2010年3月17日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者B·L·伯頓, T·L·雷肯 申請人:胡茨曼石油化學(xué)公司