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      多組分環(huán)氧樹脂組合物的制作方法_4

      文檔序號:9829370閱讀:來源:國知局
      );基于聚(四亞甲基酸二醇)和聚丙二醇的共聚物并具有平均摩爾質(zhì)量為1400的 脂族聚酸胺,例如Jeffamine?XTJ-559化untsman);基于環(huán)氧下燒接枝的醇并具有官能度 為至少3的聚酸立胺,其具有平均摩爾質(zhì)量為400,例如Jeffom化e?XTJ-566化untsman); 通過環(huán)氧下燒接枝的醇進(jìn)行胺化制備并具有平均摩爾質(zhì)量為219的脂族聚酸胺,例如 Jeffam化e@XTJ-568化untsman);基于季戊四醇和環(huán)氧丙烷并具有平均摩爾質(zhì)量為600的 聚酸胺,例如Jeffamitie? XTJ-616( Huntsman);基于二甘醇并具有平均摩爾質(zhì)量為148的 聚酸胺,例如Jeffamine?邸R-148化untsman);通過環(huán)氧丙烷接枝的乙二醇進(jìn)行胺化制備 的雙官能伯聚酸胺,其平均摩爾質(zhì)量為176,例如Jeffamine?邸R-176化untsman);w及通 過化lyTHF的胺化制備并具有平均摩爾質(zhì)量為250的聚酸胺,例如化lyTHF-Amine350(BASF SE);W及運(yùn)些胺的混合物;
      [0131] -聚酷胺基胺(酷胺基多胺),其可W通過多簇酸與低分子量多胺反應(yīng)制備,多簇酸 特別是二簇酸例如己二酸或二聚脂肪酸(例如二聚亞油酸),低分子量多胺例如是二亞乙基 Ξ胺、1-(3-氨基丙基)-3-氨基丙烷或Ξ亞乙基四胺,或其它二胺,例如上述脂族或脂環(huán)族 二胺,或可W通過二胺在丙締酸醋上進(jìn)行邁克爾加成、并隨后將所得的氨基酸醋進(jìn)行縮聚 而獲得;或
      [0132] -酪醒胺(phena化amines)(也稱為非那明),運(yùn)表示在環(huán)體系的至少一個碳原子上 被含仲氨基或伯氨基的控基團(tuán)取代的苯酪或苯酪衍生物;除了苯酪或苯酪衍生物的徑基和 伯或仲氨基之外,酪醒胺不含其它官能團(tuán)。更尤其是,酪醒胺同時含有伯氨基和仲氨基。十 分合適的酪醒胺含有優(yōu)選總共2-10個氨基、更尤其2-8個氨基,和在一個特別實施方案中含 有4-6個氨基;所述酪醒胺優(yōu)選是基于腰果酪,其存在于腰果殼油中;基于腰果酪的酪醒胺 是在環(huán)體系的至少一個、優(yōu)選1-3個碳原子上被上述優(yōu)選含伯或仲氨基的脂族控基團(tuán)取代 的。更尤其是,運(yùn)些取代基位于徑基的鄰位或?qū)ξ?酪醒胺可W通過苯酪或苯酪衍生物、醒 和具有至少一個伯或仲氨基的化合物進(jìn)行曼尼希反應(yīng)制備。所W,酪醒胺是氨基化合物、更 尤其上述氨基化合物之一與環(huán)氧化合物形成的曼尼希堿或加合物;
      [0133] W及上述胺固化劑的混合物。
      [0134] 胺固化劑bl)優(yōu)選含有至少一種具有4-20個碳原子、更尤其6-10個碳原子并具有 1、2、3或4個伯N此基團(tuán)的脂族、脂環(huán)族或芳脂族化合物作為其主要成分。運(yùn)種化合物在下文 中也稱為主固化劑,并通常是基于胺固化劑總量計的至少50重量%,更尤其是至少70重 量%。在運(yùn)種固化劑中,伯N此基團(tuán)優(yōu)選于-C此基團(tuán)連接。與伯N出基團(tuán)一起,運(yùn)種優(yōu)選的固化 劑可W具有一個或多個、例如1、2、3或4個仲氨基或叔氨基或徑基。除了伯氨基、仲氨基、叔 氨基W及徑基之外,優(yōu)選的固化劑優(yōu)選不具有其它官能團(tuán)。
      [0135] 優(yōu)選的主固化劑例如是直鏈或支化的脂族胺化合物,其含有兩個伯氨基且不含其 它官能團(tuán),例子是C2-C8亞烷基二胺,例如乙二胺、丙二胺或下二胺。
      [0136] 優(yōu)選的共固化劑也例如是脂族胺化合物,其含有一個或兩個伯氨基和一個或兩個 徑基且不含其它官能團(tuán),例子是單胺,例如C2-C8鏈燒醇胺,例如乙醇胺、異丙醇胺。
      [0137] 優(yōu)選的主固化劑也例如是脂族胺化合物,其含有伯氨基和叔氨基且不含其它官能 團(tuán)。例子包括式II化合物:
      [013 引
      [0139] 在式II中,R3和Rb各自獨(dú)立地是Ci-Cio烷基,優(yōu)選C廣C4烷基。X是C2-C10亞烷基,優(yōu)選 C2-C4亞烷基。亞烷基可W是支化或直鏈的;其是在任何位置上被叔氨基和伯氨基取代的;在 一個優(yōu)選實施方案中,亞烷基是直鏈的,并且在端部被叔氨基和伯氨基取代。作為特別優(yōu)選 的主固化劑的一個例子,運(yùn)里可W提到3-(二甲基氨基)丙基胺(DMAPA)。
      [0140] 優(yōu)選的主固化劑也是脂族胺化合物,其含有一個或兩個伯氨基、優(yōu)選一個伯氨基 和仲氨基,并且含有徑基,且不含其它官能團(tuán)。運(yùn)些化合物更尤其是N-( 2-氨基烷基)鏈燒醇 胺,例如N-(2-氨基乙基)乙醇胺化N-C此-C出-NH-C出-C此-OH)。在運(yùn)些化合物中的兩個亞燒 基優(yōu)選具有2-8個碳原子。
      [0141] 優(yōu)選的芳脂族主固化劑例如是被1、2或3個氨基亞甲基化2N-C此-)取代的苯。更尤 其是,它們包括在苯環(huán)上的任何所需位置上被兩個出N-C出-基團(tuán)取代的苯,例子是具有下式 的間苯二甲胺:
      [0142]
      [0143] 優(yōu)選的脂環(huán)族主固化劑也例如是被1-3個氨基亞甲基化N-C出-)取代的環(huán)己燒。更 尤其是,它們包括在苯環(huán)上的任何所需位置上被兩個出N-C出-基團(tuán)取代的環(huán)己燒。
      [0144] 當(dāng)然,也可W考慮使用上述主固化劑的任何所需混合物。
      [0145] 主固化劑優(yōu)選具有小于500g/mol的分子量,更尤其小于300g/mol。優(yōu)選的主固化 劑具有總共至多10個碳原子。
      [0146] 在上述主固化劑中,優(yōu)選的是芳脂族化合物,W及它們與一種或多種脂族或脂環(huán) 族主固化劑的混合物。特別優(yōu)選的是,胺固化劑bl)含有作為主要成分、即含量為基于胺固 化劑總量計的至少50重量%、更尤其至少70重量%的至少一種芳脂族化合物,更尤其是至 少一種被2或3個氨基亞甲基化2N-C出-)取代的苯,和特別是間苯二甲胺。
      [0147] 除了上述作為主固化劑的化合物之外,胺固化劑可W含有不在上述主固化劑定義 范圍內(nèi)的一種或多種上述胺固化劑物質(zhì);運(yùn)些試劑如上所述,也在下文中稱為共固化劑。運(yùn) 些共固化劑比例因此是不大于50重量%,更尤其不大于30重量%,例如是1-50重量%,更尤 其是2-30重量%,基于所有胺固化劑的總重量計。運(yùn)些共固化劑的例子是聚酷胺基胺,酪醒 胺,環(huán)氧基-胺加合物,聚酸胺或與主固化劑不同的其它胺化合物,或它們的混合物。優(yōu)選的 共固化劑是聚酷胺基胺,酪醒胺,環(huán)氧基-胺加合物,聚酸胺或它們的混合物。
      [0148] 除了胺固化劑bl)、任選在固化組分(b)中配制的成分cl) W及任選在固化組分(b) 中配制的成分dl)之外,固化組分(b)可W還含有其它成分。運(yùn)種成分的例子可W是在上文 中關(guān)于環(huán)氧樹脂組分(a)所述的添加劑。也可W考慮用作運(yùn)種其它成分的是能加速固化反 應(yīng)的催化劑,例子是有機(jī)或無機(jī)酸的#鹽,咪挫和咪挫衍生物,或季錠化合物。在需要時, 催化劑(也稱為加速劑)的用量比例是0.01重量%至約10重量%,基于成分al)、a2)、bl)、 cl)和dl)的總重量計。在一個優(yōu)選方案中,不需要使用催化劑,運(yùn)表示催化劑在組合物中的 含量是小于0.01重量%,基于成分al)、a2)、bl)、cl)和dl)的總重量計。
      [0149] 固化所需的胺固化劑bl)的量是按照公知方式由在配制劑中的環(huán)氧基團(tuán)數(shù)目和在 固化組分(b)中的官能團(tuán)數(shù)目確定的。在環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團(tuán)數(shù)目是由所謂的環(huán)氧當(dāng)量 表示。環(huán)氧當(dāng)量是根據(jù)DIN 16945確定的。伯氨基和仲氨基的數(shù)目可W經(jīng)由胺值根據(jù)DIN 16945計算。
      [0150] 胺固化劑bl)的用量使得所有伯氨基和仲氨基的總數(shù)目與在環(huán)氧樹脂al)中和在 反應(yīng)性稀釋劑a3)中的所有環(huán)氧基團(tuán)的總數(shù)目加上化合物1的摩爾數(shù)目的總和之間的摩爾 比率是在2:1至1:2的范圍內(nèi),優(yōu)選在1.5:1至1:1.5的范圍內(nèi),更尤其是約1:1。在約1:1的化 學(xué)計算量比率下,所得的經(jīng)固化的樹脂具有最佳的熱固性能。但是,根據(jù)所需的在交聯(lián)后的 樹脂性能,也可W使用具有不同反應(yīng)性基團(tuán)比例的固化劑和環(huán)氧樹脂。
      [0151] 在本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物中,胺固化劑bl)的總量通常是0.1-50重量%,經(jīng)常是 0.5-40重量%,更尤其是1-30重量%,基于環(huán)氧樹脂al)、式I化合物、任選存在的反應(yīng)性稀 釋劑a3)、胺固化劑bl)和成分cl)的總重量計。
      [0152] 除了根據(jù)本發(fā)明使用的胺固化劑al)之外,也可W使用其它固化劑,例子是酸酢固 化劑。但是,在一個優(yōu)選實施方案中,僅僅胺固化劑al)是用于固化。
      [0153] 為了固化本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物,環(huán)氧樹脂組分(a)按照公知的方式與固化組 分(b)混合。
      [0154] 如上所述,本發(fā)明環(huán)氧樹脂組合物的組分(a)和(b)通常單獨(dú)配制,即作為多組分 試劑盒配制,更尤其作為雙組分試劑盒配制(優(yōu)選具有組分(a)和(b)的雙組分試劑盒)。
      [0155] 多組分試劑盒更尤其是雙組分試劑盒(優(yōu)選具有組分(a)和(b)的雙組分試劑盒), 優(yōu)選雙室或多室裝置,其中彼此具有反應(yīng)性的組分(a)和(b)W使得它們不能在儲存期間彼 此反應(yīng)的方式存在,優(yōu)選使得它們在使用之前不會彼此接觸。特別合適的是膠囊,例如由塑 料、陶瓷或特別是玻璃制成,其中各組分通過邊界壁而彼此分開地布置,運(yùn)些邊界壁(例如 當(dāng)將錯驅(qū)動入凹穴例如鉆孔中時)可W被破壞,例如是W下形式:蜂窩膠囊,例如針?biāo)幑?,?有兩個或更多個小室的膜袋,或者容器例如具有多個小室的小桶或槽,或兩個或更多個運(yùn) 種容器的套裝(例如鼓或罐),其中相應(yīng)可固化性組合物的兩種或更多種組分、更尤其如上 文和下文定義的雙組分(a)和(b)是W試劑盒或套裝的形式彼此分隔存在的,其中內(nèi)容物在 混合之后或在混合期間被輸送到使用位置(更尤其通過用于施用的裝置,例如抹子或刷子 或靜態(tài)混合器),例如作為用于固定纖維、平紋織物、織造織物、復(fù)合材料等的區(qū)域施用,或 加入凹穴、例如鉆孔中,尤其是用于固定錯,例如錯棒等;W及多組分或特別是雙組分的卡 盒,其中的小室裝有用于固定用途的可固化性組合物的多個組分或優(yōu)選雙組分(更尤其是 (a) 和(b)),其中上文和下文所述的組合物用于在使用之前保持,在運(yùn)種情況下所述試劑盒 也優(yōu)選包括靜態(tài)混合器。在膜袋和多組分卡盒的情況下,清空裝置也可W屬于多組分試劑 盒,但是也可W優(yōu)選獨(dú)立于試劑盒存在(用于例如多用途目的)。在如上文和下文定義的多 組分試劑盒、更尤其雙組分試劑盒中,在本發(fā)明一個有利實施方案中,組分(a)與(b)之間的 質(zhì)量比率是10:1或更小,更尤其5:1或更小,優(yōu)選4:1或更小,其中下限在每種情況下有利地 是1:2,更尤其是1:1。環(huán)氧樹脂組分(a)與固化組分(b)之間的質(zhì)量比率特別是約2.5:1至 3.5:1。
      [0156] 本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物原則上適用于所有通常使用環(huán)氧樹脂組合物的應(yīng)用中。 運(yùn)些包括它們在涂料中、在鑄塑組合物中、用于制備復(fù)合材料和在結(jié)構(gòu)粘合劑中的用途。
      [0157] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方案,本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物用于注射灰漿中。如引言中所 述,注射灰漿是用于化學(xué)固定或錯定技術(shù)。為此目的,將本發(fā)明多組分組合物的組分(a)和 (b) 與錯定元件例如金屬針、金屬棒、錯針或金屬鉤一起引入凹穴、例如鉆孔中,凹穴例如存 在于基材中,優(yōu)選無機(jī)基材,例如石頭或特別是水泥。在環(huán)氧樹脂組分(a)固化時,在錯定元 件
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