環(huán)氧樹脂組合物、其制備方法及其制品的制作方法
【專利摘要】本文描述了包含如本文所定義的式1二縮水甘油醚的環(huán)氧樹脂。所述二縮水甘油醚包含3-5個碳原子的脂環(huán)族環(huán)。所述環(huán)氧樹脂通過包括以下步驟的方法制備：（a）形成包含如本文所定義的式3二醇、表鹵醇、相轉(zhuǎn)移催化劑、和任選的有機溶劑的反應(yīng)混合物；（b）使堿性作用物質(zhì)和水與步驟（a）的反應(yīng)混合物接觸；（c）用水性溶劑洗滌步驟（b）的混合物以基本除去鹽；和（d）分離所述環(huán)氧樹脂。本文還揭示了包含所述環(huán)氧樹脂的可固化組合物和固化后組合物。與從環(huán)己烷二甲醇衍生的環(huán)氧樹脂相比，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂具有升高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和降低的粘度。
【專利說明】環(huán)氧樹脂組合物、其制備方法及其制品
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂組合物、其制備方法及其制品。
技術(shù)背景
[0002]熱固性材料由環(huán)氧樹脂和固化劑(硬化劑)的反應(yīng)形成?；陔p酚A的環(huán)氧樹脂廣泛用于涂料工業(yè)中。環(huán)氧樹脂可通過端部環(huán)氧基團(tuán)和沿著主鏈的多個仲羥基基團(tuán)固化，從而提供具有優(yōu)良的機械性質(zhì)和性能的制品。但是，基于雙酚A的環(huán)氧樹脂在室溫下的撓性和韌性有限，這在許多應(yīng)用中是一個缺點。而且，雙酚A環(huán)氧樹脂中存在的芳環(huán)導(dǎo)致固化后的環(huán)氧樹脂具有較差的耐候性(耐紫外性)。涂層暴露于紫外輻射后粉化和變黃證明了這一點。
[0003]近年來，由于基于環(huán)己烷二甲醇的二縮水甘油醚的環(huán)氧樹脂相較于基于雙酚A的環(huán)氧樹脂具有改進(jìn)的撓性、耐候性、耐濕性和降低的粘度，所以表現(xiàn)出適用于諸如電氣用層壓板、涂層、鑄件和粘合劑的應(yīng)用中。但是，對于環(huán)己烷二甲醇的二縮水甘油醚所提供的性質(zhì)仍然存在改進(jìn)的空間，尤其是降低環(huán)氧樹脂的粘度、和提高固化后的環(huán)氧樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。因此，若能開發(fā)某種環(huán)氧樹脂從而提供具有高于室溫的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度并且具有優(yōu)良的耐候性的熱固性材料將是非常有利的。若能開發(fā)某種環(huán)氧樹脂從而提供上述性質(zhì)改進(jìn)并且具有更低的粘度將是更為有利的。較低的粘度將產(chǎn)生較高固體含量(較低VOC)的可固化組合物，以及能接受比基于環(huán)己烷二甲醇的環(huán)氧樹脂更高的填料負(fù)載的可固化組合物。若能提供氯化物總含量(包括離子型、可水解的和全部氯化物)較低的環(huán)氧樹脂也將是有利的，從而能減小環(huán)氧樹脂的潛在腐蝕性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過包含式I的二縮水甘油醚的環(huán)氧樹脂滿足了對具有提高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和降低的粘度的脂族環(huán)氧樹脂的需求，
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)氧樹脂，其包含式I的二縮水甘油醚
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于，各縮水甘油醚基團(tuán)獨立地具有式2
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧乙烷氧含量大于或等于所述二縮水甘油醚的理論值的90%。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的總氯含量小于或等于2重量％。
5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于，所述二縮水甘油醚包含順-和反-2，2，4，4-四甲基環(huán)丁烷-1，3- 二縮水甘油醚。
6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧乙烷氧含量大于或等于11.2重量％，且環(huán)氧當(dāng)量重量小于或等于142.5。
7.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于，在25°C下用1.C.1.錐板式粘度計測得所述環(huán)氧樹脂的粘度為小于或等于25厘泊。
8.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂包含: 60-99面積％的式I的二縮水甘油醚； 0-10面積％的式5的單縮水甘油醚，
9.如權(quán)利要求8所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂包含: 75-89面積％的所述二縮水甘油醚； 1-5面積％的所述單縮水甘油醚；和 10-20面積％的所述低聚反應(yīng)產(chǎn)物。
10.一種制備環(huán)氧樹脂的方法，其包括以下步驟: a.形成包含式3的二醇、表鹵醇、相轉(zhuǎn)移催化劑和任選的有機溶劑的反應(yīng)混合

11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟(b)和(c)重復(fù)至少一次。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，將各步驟(c)中存在的未反應(yīng)的式3二醇分離并加回到各步驟(b)中的反應(yīng)混合物中。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在一次或多次步驟(c)之后，將附加量的相轉(zhuǎn)移催化劑加到反應(yīng)混合物中。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在使所述堿性作用物質(zhì)和水與所述步驟(a)的混合物接觸時，伴隨進(jìn)行通過蒸餾除去水的操作。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述蒸餾是共沸蒸餾。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述各縮水甘油醚基團(tuán)獨立地具有式2
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述表鹵醇包括式4的表鹵醇
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括從所述環(huán)氧樹脂中分離式I的二縮水甘油醚。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述二縮水甘油醚的環(huán)氧乙烷氧含量為大于理論值或等于該理論值的90%。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述二縮水甘油醚的總氯含量為小于或等于2重量％。
21.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述二縮水甘油醚包含順-和反-2，2，4，4-四甲基環(huán)丁烷-1，3- 二縮水甘油醚。
22.通過如權(quán)利要求10所述的方法制備的環(huán)氧樹脂。
23.通過如權(quán)利要求12所述的方法制備的環(huán)氧樹脂。
24.通過如權(quán)利要求14所述的方法制備的環(huán)氧樹脂。
25.—種可固化的組合物，其包含: 環(huán)氧樹脂，其包含式I的二縮水甘油醚
26.如權(quán)利要求25所述的可固化的組合物，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧乙烷氧含量為大于或等于所述二縮水甘油醚的理論值的90%。
27.如權(quán)利要求25所述的可固化的組合物，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的總氯含量為小于或等于2重量％。
28.如權(quán)利要求25所述的可固化的組合物，其特征在于，所述可固化的組合物還包含輔助環(huán)氧樹脂。
29.如權(quán)利要求25所述的可固化的組合物，其特征在于，所述輔助環(huán)氧樹脂具有式6
30.一種使可固化的組合物固化的方法，其包括使如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂與固化劑任選地在固化催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)。
31.一種固化后的組合物，其包含環(huán)氧樹脂與固化劑的反應(yīng)產(chǎn)物，所述環(huán)氧樹脂包含式I的二縮水甘油醚
32.如權(quán)利要求31所述的固化后的組合物，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧乙烷氧含量為大于或等于所述二縮水甘油醚的理論值的90%。
33.如權(quán)利要求31所述的固化后的組合物，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂的總氯含量為小于或等于2重量％。
34.如權(quán)利要求31所述的固化后的組合物，其特征在于，所述固化后的組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于包含順-和反-1，4-環(huán)己烷二甲醇或順-和反-1，3-和1，4-環(huán)己烷二甲醇來代替式I的二縮水甘油醚的類似的固化后組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
35.一種包含如權(quán)利要求31所述的固化后組合物的制品，其特征在于，所述制品是涂層、電氣用或結(jié)構(gòu)用層壓板、電氣用或結(jié)構(gòu)用復(fù)合物、纖絲纏繞件、模塑件、澆注件、封裝件、包封件、或電子器件中的毛細(xì)管底部填充件。
【文檔編號】C08G59/04GK103881056SQ201310713872
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】R·E·小赫夫納, R·E·德拉姆賴特, 吳經(jīng)航 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限公司