胺(甲基)丙烯酸酯羟基甲酸乙酯树脂组合物

专利类型 发明公开 法律事件 公开; 实质审查;
专利有效性 实质审查 当前状态 实质审查
申请号 CN202280094613.9 申请日 2022-07-06
公开(公告)号 CN119053638A 公开(公告)日 2024-11-29
申请人 金科迪克AAP有限公司; 申请人类型 企业
发明人 伯纳德·巴塞尔; 第一发明人 伯纳德·巴塞尔
权利人 金科迪克AAP有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 金科迪克AAP有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份: 城市 当前专利权人所在城市:
具体地址 当前专利权人所在详细地址:圣基茨和尼维斯查尔斯敦 邮编 当前专利权人邮编:
主IPC国际分类 C08G71/04 所有IPC国际分类 C08G71/04C08G59/56C07C271/00
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 21 专利文献类型 A
专利代理机构 中国商标专利事务所有限公司 专利代理人 桑丽茹;
摘要 提供了一种两部分环 氧 树脂 组合物,其包含:包含改性的羟烷基 氨 基 甲酸 乙酯和环氧组分的第一树脂部分;和包含胺组分的第二树脂部分;其中,通过(甲基) 丙烯酸 酯 单体 或低聚物与具有下式(式(I))的羟烷基氨基甲酸乙酯之间的反应,形成改性的羟烷基氨基甲酸乙酯,其中:R1是胺残基;并且R2和R3相同或不同,并且选自由H、烷基和羟烷基组成的组
权利要求

1.一种两部分环树脂组合物,包含:
第一树脂部分,包含改性的羟烷基甲酸乙酯和环氧组分;以及
第二树脂部分,包含胺组分;
其中,通过(甲基)丙烯酸单体或低聚物与具有下式的羟烷基氨基甲酸乙酯之间的反应,形成改性的羟烷基氨基甲酸乙酯:
2.根据权利要求1所述的两部分环氧胺树脂组合物,其中,(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物具有二‑或聚(甲基)丙烯酸酯的(甲基)丙烯酸酯主链残基。
1
3.根据权利要求1或权利要求2所述的两部分环氧树脂组合物,其中,R选自包括以下的组:烷基、环烷基、烷基芳基、聚醚或氧化烯。
4.根据前述权利要求中任一项所述的两部分环氧树脂组合物,其中,环氧组分包含至少两个末端缩甘油基基团。
5.根据前述权利要求中任一项所述的两部分环氧树脂组合物,其中,改性的羟烷基氨基甲酸乙酯具有100至2000之间的环氧当量。
6.根据前述权利要求中任一项所述的两部分环氧树脂组合物,其中,环氧组分是环氧树脂或有环氧稀释剂的环氧。
7.根据前述权利要求中任一项所述的两部分环氧树脂组合物,其中,环氧组分包括选自以下组的环氧树脂:双酚A的二缩水甘油醚环氧树脂;双酚F的二缩水甘油醚环氧树脂;来自腰果酚的双酚的二缩水甘油醚环氧树脂;氢化双酚A的二缩水甘油醚环氧树脂;聚缩水甘油醚树脂;酚清漆;氢化酚醛清漆;或任何脂环族聚缩水甘油醚树脂;或它们的组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的两部分环氧树脂组合物,其中,环氧组分是季戊四醇聚缩水甘油醚。
9.根据前述权利要求中任一项所述的两部分环氧树脂组合物,其中,胺组分包括胺,所述胺具有基于固体的小于150的胺氢当量。
10.一种涂料、复合材料、灌封混合物、或粘合剂产品,包含如前述权利要求中任一项所述的两部分环氧树脂组合物。
11.一种生产适用于两部分环氧树脂组合物的A部分组分的改性的羟烷基氨基甲酸乙酯的方法,所述方法包括以下步骤:
a)制备具有下式的羟烷基氨基甲酸乙酯:
其中:
1
R是胺残基;以及
2 3
R和R相同或不同,并且选自由H、烷基和羟烷基组成的组;
b)使羟烷基氨基甲酸乙酯与(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物反应,以产生改性的羟烷基氨基甲酸乙酯。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,在步骤a]期间,通过伯胺与单环酸酯的反应,制备羟烷基氨基甲酸乙酯。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述单环碳酸酯选自包括以下的组:乙烯碳酸酯;1,2‑丙烯碳酸酯;1,2‑丁烯碳酸酯;2,3‑丁烯碳酸酯;1,2‑戊二烯碳酸酯;和1,2‑甘油碳酸酯。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法,其中,伯胺和单环碳酸酯以1:1至1:1.1之间的当量比混合。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法,其中,伯胺选自包括以下的组:2,2,‑(2,2,4)‑三甲基‑1,6己二胺;1,6‑己二胺;2‑甲基‑1,5‑戊二胺;间二甲苯二胺;1,3‑双(氨基甲基)环己烷;异佛尔二胺;环己烷二胺;4,4’‑二氨基二环己基‑甲烷;聚氧丙烯二胺;
聚丙氧丙烯三胺;以及具有在1:3与1:4之间的比率的酚醛胺。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法,其中(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物选自包括以下的组:1,6‑己二醇二(甲基)丙烯酸酯;四乙烯基二(甲基)丙烯酸酯;三乙烯二(甲基)丙烯酸酯;三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯;二丙烯二(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯;三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯;丙氧基化的(2)新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇四丙烯酸酯;三甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;二‑三羟甲基丙烷四丙烯酸酯;二季戊四醇五丙烯酸酯;季戊四醇三丙烯酸酯;乙氧基化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;
丙氧基化(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;乙氧基化(4)季戊四醇四丙烯酸酯;丙氧基化(3)甘油三丙烯酸酯;环氧丙烯酸酯;脂族氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯;芳族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯;聚酯丙烯酸酯;多官能三聚氰胺丙烯酸酯;以及脂族和酮丙烯酸酯。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,将羟烷基氨基甲酸乙酯与(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物以1:3至1:4之间的比率混合。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法,其中,(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物包含至少两个末端(甲基)丙烯酸酯基团。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的方法,其中,在没有任何异氰酸酯或含异氰酸酯的中间体的情况下,形成改性的羟烷基氨基甲酸乙酯。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的方法,其中,以按羟烷基氨基甲酸乙酯的重量计15%至60%的量引入(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物。
21.一种环氧胺(甲基)丙烯酸酯羟氨基甲酸乙酯树脂组合物的部分A,其包含:改性的羟烷基氨基甲酸乙酯;以及
环氧组分;
其中,通过(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物与具有下式的羟烷基氨基甲酸乙酯之间的反应,形成改性的羟烷基氨基甲酸乙酯:
其中:
1
R是胺残基;以及
2 3
R和R相同或不同,并且选自由H、烷基和羟烷基组成的组。

说明书全文

胺(甲基)丙烯酸酯羟基甲酸乙酯树脂组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种改性的羟烷基氨基甲酸乙酯,其优选地在没有任何中间体异氰酸酯化合物的情况下形成。本发明进一步涉及环氧胺羟基氨基甲酸乙酯组合物,该类型的环氧胺羟基氨基甲酸乙酯组合物能够用于涂料、复合材料、灌封化合物和粘合剂中。本发明进一步涉及生产所述组合物的方法。

背景技术

[0002] 本领域已知环氧树脂与作为硬化剂的胺反应,根据以下反应方案形成三维网络:
[0003]
[0004] 这种反应可以通过加入加速剂来加速。这种加速剂具有许多缺点。例如,三二甲基氨基甲基苯酚(Ancamine K‑54,来自Evonik(RTM))或1.2氨基乙基哌嗪,也称为AEP(加速剂399,来自Huntsman(RTM))对光敏感。酸,如杨酸、甲苯磺酸或三氟化也是加速剂,但是具有差的毒理学和环境特征。
[0005] 常用的胺是脂肪族的、脂环族的、聚氧丙烯二胺、聚氧丙烯三胺,以及与这些胺形成的相应的加合物。可以使用聚酰胺、聚氨基酰胺和酚胺(phenalkamines),以及芳族胺、硫醇和酸酐。
[0006] US4051195A披露了一种由环氧树脂与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的混合物制成的组合物。当与脂族胺类型的硬化剂混合时,该组合物在低温下快速反应。该组合物用于制造涂料和粘合剂。
[0007] 胺丙烯酸酯反应响应于迈克尔(Michael)反应,其中根据以下方案,C=C键与NH2键反应。
[0008]
[0009] US5830987A披露了一种由羟基化的聚丙烯酸酯反应在胺上制成的组合物。该混合物非常快速地反应,并且用于制造含有玻璃纤维的复合材料。
[0010] WO2005010104A2公开了具有共价相容性并且与环氧树脂一起使用的模具中的涂层组合物。当与不饱和聚酯树脂混合时,该组合物经历迈克尔加成。
[0011] US6706821B1描述了利用丙烯酸酯在具有氨基末端的聚烯上的迈克尔反应的组合物。
[0012] US7989553B2公开了一种具有374的分子量和在50℃下27Pa.s的粘度的羟烷基氨‑1基甲酸乙酯改性剂。通过红外光谱法(波长1800cm 被氨基甲酸乙酯官能团取代)监测酸酯官能团的消耗。然后用异佛尔二胺稀释羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂,直到实现59+/‑2的AEHW。
[0013] 本领域中的组合物由于它们的形成方法是有问题的。胺环氧丙烯酸酯反应是高度反应性的,是高度放热的。所得复合物还表现出高度三维联网,导致高刚性。与含有双酚A和双酚F中的一种或两种的环氧树脂的存在相结合,测得的肖氏D硬度很少小于70。

发明内容

[0014] 因此,本发明的目的是开发用于产生合适组合物的较小反应性和较少放热的方法,其中组合物本身既是柔性的又是硬的。理想地,测得的硬度应在肖氏A20至肖氏D85的范围内。
[0015] 根据本发明的第一方面,提供了一种两部分环氧树脂组合物,包括:包含改性的羟烷基氨基甲酸乙酯和环氧组分的第一树脂部分;和包含胺组分的第二树脂部分,其中,改性的羟烷基氨基甲酸乙酯通过(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物与具有下式的羟烷基氨基甲酸乙酯之间的反应而形成:
[0016]
[0017] 其中:R1是胺残基;并且R2和R3相同或不同,并且选自下组,该组由以下各项组成:H、烷基、以及羟烷基。在工业中,第一和第二树脂部分通常分别地称为两部分环氧树脂组合物的A部分和B部分。B部分组分通常也称为活化剂、催化剂或硬化剂。
[0018] 本发明的组合物可以用于各种各样的涂层和粘合剂情况下,以提供改进的化学和机械特性,如耐磨性,同时避免产生异氰酸酯,异氰酸酯对皮肤和粘膜是刺激物,并且可能引起呼吸困难。因此,这种组合物比在本领域中使用的那些安全得多,并且消除了胍活化剂的要求。第一树脂部分还满足聚合物的REACH(化学品的注册、评估、授权和限制–Reg(EC)号1272/2008)定义,由于高分子量,这使得它们免于REACH注册和评估。当与包含单体的现有环氧树脂组合物相比时,这产生了对于使用者具有降低的险的产物。
[0019] 优选地,(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物可以具有二‑或多‑(甲基)丙烯酸酯的(甲基)丙烯酸酯主链残基。
[0020] 任选地,R1可以选自下组,该组包括:烷基;环烷基;烷芳基;聚醚;或氧化烯烃。
[0021] 环氧组分可以包含至少两个末端缩水甘油基基团。
[0022] 优选地,改性的羟烷基氨基甲酸乙酯可以具有在100与2000之间的环氧当量。
[0023] 任选地,环氧组分可以是环氧树脂或具有环氧稀释剂的环氧。
[0024] 环氧组分可以包含选自以下组的环氧树脂:双酚A的二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F的二缩水甘油醚环氧树脂、来自腰果酚的双酚的二缩水甘油醚环氧树脂;氢化双酚A的二缩水甘油醚环氧树脂;聚缩水甘油醚树脂;酚醛清漆;氢化酚醛清漆;或任何脂环族聚缩水甘油醚树脂;或其组合。
[0025] 任选地,环氧组分可以包含季戊四醇聚缩水甘油醚。
[0026] 优选地,胺组分可以包含胺氢当量(基于固体)小于150的胺。
[0027] 任选地,以羟烷基氨基甲酸乙酯的15%至60%重量的量,或以待使用的后续环氧组分的15%至80%重量的量,或以待使用的后续胺组分的15%至60%重量的量,可以引入(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物。
[0028] 根据本发明的第二方面,提供了一种包含根据本发明的第一方面的两部分环氧树脂组合物的涂料、复合材料、灌封化合物、或粘合剂产品。
[0029] 根据本发明的第三方面,提供了一种生产适用于在两部分环氧树脂组合物的A部分组分中使用的改性的羟烷基氨基甲酸乙酯的方法,该方法包括以下步骤:a)制备具有下式的羟烷基氨基甲酸乙酯:
[0030]
[0031] 其中:R1是胺残基;并且R2和R3相同或不同,并且选自由H、烷基和羟烷基组成的组;和b)使羟烷基氨基甲酸乙酯与(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物反应,以产生改性的羟烷基氨基甲酸乙酯。
[0032] 任选地,在步骤a)期间,羟烷基氨基甲酸乙酯可以通过伯胺与单环碳酸酯的反应来制备。
[0033] 单环碳酸酯可以选自下组,该组包括:乙烯碳酸酯;1,2‑丙烯碳酸酯;1,2‑丁烯碳酸酯;2,3‑丁烯碳酸酯、1,2‑戊烯碳酸酯;以及1,2‑甘油碳酸酯。
[0034] 优选地,伯胺和单环碳酸酯可以以在1:1至1:1.1之间的当量比混合。
[0035] 伯胺可以选自下组,该组包括:2,2,‑(2,2,4)‑三甲基‑1,6己二胺;1,6‑己二胺;2‑甲基‑1,5戊二胺;间二甲苯二胺;1,3‑二(氨基甲基)环己烷;异佛尔酮二胺;环己烷二胺;4,4’‑二氨基二环己基‑甲烷;聚氧丙烯二胺;聚丙氧丙烯三胺;和酚醛胺,具有在1:3与1:4之间的比率。
[0036] 任选地,(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物可以选自下组,该组包括:1,6‑己二醇二(甲基)丙烯酸酯;四乙烯二(甲基)丙烯酸酯;三乙烯二(甲基)丙烯酸酯;三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯;二丙烯二(甲基)丙烯酸酯;聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯;三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯;丙氧基化(2)新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯;季戊四醇四丙烯酸酯;三甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯;二‑三羟甲基丙烷四丙烯酸酯;二季戊四醇五丙烯酸酯;季戊四醇三丙烯酸酯;乙氧基化的(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;丙氧基化的(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯;乙氧基化的(4)季戊四醇四丙烯酸酯;丙氧基化的(3)甘油三丙烯酸酯;环氧丙烯酸酯;脂肪族氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯;芳香族氨基甲酸乙酯丙烯酸酯;聚酯丙烯酸酯;多官能的三聚氰胺丙烯酸酯;以及脂族和酮丙烯酸酯。
[0037] 优选地,羟烷基氨基甲酸乙酯可以与(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物以1:3和1:4之间的比率混合。
[0038] (甲基)丙烯酸酯单体或低聚物可以包含至少两个末端(甲基)丙烯酸酯基团。
[0039] 任选地,可以在没有任何异氰酸酯或含异氰酸酯的中间体的情况下,形成改性的羟烷基氨基甲酸乙酯。
[0040] 可以以羟烷基氨基甲酸乙酯的15%至60%重量的量引入(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物。
[0041] 根据本发明的第四方面,提供了一种环氧胺(甲基)丙烯酸酯羟基氨基甲酸乙酯树脂组合物的A部分,其包含:改性的羟烷基氨基甲酸乙酯;以及环氧组分;其中,通过(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物与具有下式的羟烷基氨基甲酸乙酯之间的反应,形成改性的羟烷基氨基甲酸乙酯:
[0042]
[0043] 其中:R1是胺残基;并且R2和R3相同或不同,并且选自下组,该组由以下各项组成:H、烷基、以及羟烷基。
[0044] 具有该式的化合物是用于涂料和粘合剂的固化化合物的有用组分,以及用于复合材料和灌封化合物,其产生与现有组合物相比既是柔性的又是硬的最终组合物。消除对作为内分泌干扰物的任何双酚A或A/F成分的需要的另外的益处。这导致更安全的化合物。
[0045] 现在将参考以下概述的指示性实施例和实施方式来更具体地描述本发明。

具体实施方式

[0046] 本发明提供了包含具有一种或多种(甲基)丙烯酸酯单体和/或低聚物的环氧丙烯酸酯树脂的树脂组合物。环氧化树脂可以通过迈克尔反应与羟烷基氨基甲酸乙酯胺反应,以产生用具有下式的羟烷基氨基甲酸乙酯改性的环氧‑胺‑(甲基)丙烯酸酯组合物:
[0047]
[0048] 其中R1是胺残基,并且R2和R3相同或不同,并且选自下组,该组由H、烷基和羟烷基组成。
[0049] 通过使环氧丙烯酸酯树脂在羟烷基氨基甲酸乙酯上经由迈克尔加成反应,形成组合物。
[0050] 可如下制备羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂(下文称为HUM‑1)的一个实施例:HUM‑1制备
[0051] 将142份的1,3‑双(氨甲基)环己烷(1,3BAC)引入到配备有搅拌和冷却系统的反应器中。然后,在2小时内逐渐地引入224份聚丙烯碳酸酯。该反应是放热的,并且需要冷却,其中将该反应混合物维持在90℃的温度。在90℃下8小时之后,检查胺指数(MEQ/克:0.3)。反应温度保持在100℃至120℃,直至获得0.15的胺指数值。最终产物具有96.4%的干提取物(在100℃下60分钟),并且在室温下的粘度是高的。在50℃下的粘度被测量为14Pa.s。也通‑1过被氨基甲酸乙酯官能团取代的红外分析(波长1800cm ),测量碳酸酯官能团的消耗。
[0052] 为了确认HUM‑1产物的组成,将样品分配在两个KBr板之间,以形成薄膜。使用Thermo Scientific(RTM)Nicolet iS10傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪,记录透射光谱。
[0053] 在约1727cm‑1处,检测到宽的羰基吸收,这是在作为氨基甲酸乙酯结构的一部分的‑1羰基的预期区域内。它也类似于丙烯酸酯的预期。在约1100cm 下测量宽吸收,其指示脂肪族醚中的C‑O键。
[0054] 在所记录的光谱中在2285cm‑1至2275cm‑1的区域中没有检测到实质游离异氰酸酯的指示。
[0055] 可如下制备羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂(下文称为HUM‑2)的另一实施例:HUM‑2制备
[0056] 将170份异佛尔酮二胺引入到配备有搅拌和冷却系统的反应器中。然后,经2小时逐渐地引入224份丙烯碳酸酯。反应是放热的,并且需要冷却,并且将混合物保持在90℃的温度。在90℃下8小时之后,检查胺指数(MEQ/克:0.3)。将反应温度维持在100℃‑120℃,直到获得0.15的MEQ/克值。最终产物具有96.4%的干提取物(在100℃下60分钟),并且在室温下的粘度非常高。
[0057] 将显而易见的是,羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂的这些生产实施例仅是指示性的,并且可以是根据以上化学式的任何胺化的羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂。
[0058] 然后,可以通过与(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物反应来生产丙烯酸酯化的羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂。这产生了具有以下通式的化合物:
[0059]
[0060] 因为在迈克尔加成反应中,(甲基)丙烯酸酯与羟烷基氨基甲酸乙酯的胺基反应。这里:
[0061] A是H或烷基;
[0062] X是(甲基)丙烯酸酯主链残基;
[0063] R1是胺残基;以及
[0064] R2和R3相同或不同,并且选自下组,该组由H、烷基和羟烷基组成。
[0065] 以单体和低聚物的形式提供(甲基)丙烯酸酯。它们是典型地通过多元醇、聚乙二醇和/或它们的混合物在丙烯酸上的反应而获得的酯。
[0066] (甲基)丙烯酸酯可以根据它们的官能度进行分类,即通过在单体或低聚物内的(甲基)丙烯酸酯基团的重复,以及通过(甲基)丙烯酸酯主链的性质进行分类。
[0067] 可以使用的(甲基)丙烯酸酯的实施例包括:1,6己二醇二丙烯酸酯(HDDA SR 238,来自Sartomer(RTM));聚乙二醇200二丙烯酸酯;四乙二醇二丙烯酸酯;三乙二醇二丙烯酸酯;三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDASR 306,来自Sartomer(RTM)400);聚乙二醇二丙烯酸酯;二丙二醇二丙烯酸酯;聚乙二醇600二丙烯酸酯;三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(SR 833S,来自Sartomer(RTM));季戊四醇四丙烯酸酯;三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(Photmer 4006,来自IGM Resins(RTM));乙氧基化的三羟甲基丙烷(20EO)三丙烯酸酯;季戊四醇三丙烯酸酯(SR 444D,来自Sartomer(RTM))。
[0068] 因为以上清单是非穷尽的,应注意,根据它们的结构,可以考虑以下分类的(甲基)丙烯酸酯低聚物,包括:环氧(甲基)丙烯酸酯;脂肪族氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯;芳香族氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯;聚氨基甲酸酯丙烯酸酯分散体(例如UCECOAT,来自Allnex(RTM));以及聚酯(甲基)丙烯酸酯。
[0069] (甲基)丙烯酸酯化的羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂和它们的生产方法的实施例提供如下:
[0070] HUMA‑1制备
[0071] 将100g的基于异佛尔酮二胺的HUM‑2与300g的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA–也称为SR351,来自Sartomer)混合。将反应物放入1000ml反应器中,并且将混合物搅拌1小时。将反应混合物保持在40℃下,伴随最小搅拌。当混合物变得澄清和液体时,将温度降低至20℃‑25℃,约室温,然后优选地添加50ppm的4‑甲氧基苯酚(MEHQ),以稳定该混合物。环氧当量(EEW)测得为132,而25℃下的粘度为450‑650Pa.s。
[0072] HUMA‑2制备
[0073] 将100g的基于异佛尔酮二胺的HUM‑2与300g的己二醇二丙烯酸酯(HDDA–也称为SR238,来自Sartomer)混合。将反应物放入1000ml反应器中,将混合物搅拌1小时。将反应混合物保持在40℃下,伴随最小搅拌。当该混合物变得澄清和液体时,将温度降低至20℃‑25℃,约室温,然后优选地添加60ppm的4‑甲氧基苯酚(MEHQ),以稳定该混合物。环氧当量(EEW)测定为150,而25℃下的粘度为250‑350Pa.s。
[0074] HUMA‑3制备
[0075] 将100g的基于异佛尔酮二胺的HUM‑2与300g的三环癸烷甲醇二丙烯酸酯(TCDDMDA–还被称为Ebecryl 130,来自Allnex)混合。将反应物放入1000ml反应器中,将混合物搅拌1小时。将反应混合物保持在40℃下,伴随最小搅拌。当该混合物变得澄清和液体时,将温度降低至20℃‑25℃,约室温,然后优选地添加65ppm的4‑甲氧基苯酚(MEHQ),以稳定该混合物。环氧当量(EEW)测得为202,而25℃下的粘度为350‑450Pa.s。
[0076] 这类化合物是新颖的,并且用于它们的生产的方法不产生异氰酸酯或异氰酸酯中间体,如本领域中已知的用于氨基甲酸乙酯生产的情况。
[0077] 该类化合物然后可以用于产生环氧胺羟基氨基甲酸乙酯组合物,如下文将描述的。
[0078] 下文提供缩写和商业名称,这将在随后的描述中提及。
[0079]
[0080]
[0081] 首先,使用如本文所述的基础(甲基)丙烯酸酯化的羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂之一,制备六种不同的环氧胺羟基氨基甲酸乙酯组合物。在许多情况下,这被称为A部分化合物。
[0082] 混合的环氧树脂和HUMA化合物的实施例
[0083]实施例 环氧树脂 HUM/丙烯酸酯 混合 粘度 EEW
实施例1 DER 331 HUMA‑1 60/40 900Pa.s 160
实施例2 Araldite DY‑C HUMA‑1 60/40 350Pa.s 148
实施例3 Epotech RD 129 HUMA‑1 60/40 450Pa.s 148
实施例4 Araldite DY‑C HUMA‑2 60/40 550Pa.s 155
实施例5 DER 324 HUMA‑3 80/20 550Pa.s 200
实施例6 Erysis G‑61 HUMA‑1 60/40 900Pa.s 165
[0084] 根据ASTM D 2196方法,在25℃下测量粘度。
[0085] 将在以上表中实施例1至6中给出的相关环氧树脂和HUMA化合物的混合物放入容器中,并且添加硬化剂,该硬化剂包括Cardolite HSF 2009(AEHW:57)。这通常被称为B部分化合物。所得组合物的机械和化学特性概述于下表1中:
[0086] 表1
[0087] 100份A部分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6Cardolite HSF 2009B部分 36 38 38 37 28 34
适用期,分钟 45 60 35 120 30 60
肖氏硬度D 85 85 85 45 65 65
在断裂处的伸长% 3 5 5 35 5 5
耐磨性 25 25 25 23 21 23
浸入水中的重量增加 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
浸入20%H2SO4中重量增加 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
[0088] 再次,根据ASTM D 2196方法,在25℃下测量粘度。
[0089] 使用如本文所述的基础(甲基)丙烯酸酯化的羟烷基氨基甲酸乙酯改性剂之一,制备三种不同的环氧胺羟基氨基甲酸乙酯组合物。
[0090] 混合的环氧树脂和HUMA化合物的实施例
[0091]实施例 环氧树脂 HUM/丙烯酸酯 混合 粘度 EEW
实施例7 DER 331 HUMA‑1 60/40 900Pa.s 160
实施例8 Araldite DY‑C HUMA‑1 60/40 350Pa.s 148
实施例9 Epotec RD 129 HUMA‑1 60/40 450Pa.s 148
[0092] 将上表中实施例7至8中给出的相关环氧树脂和HUMA化合物的混合物放入容器中,并且添加硬化剂,该硬化剂包括Vestamin IPD(AEHW:43)。这通常被称为B部分化合物。在25℃下聚合之后,所得组合物的机械和化学特性概述于下表1中:
[0093] 表2
[0094]100份A部分 实施例7 实施例8 实施例9
Vestamin IPD B部分 27 28 28
适用期,分钟 120 150 45
肖氏硬度D 85 85 85
在断裂处的伸长% 5 5 5
耐磨性 21 23 25
浸入水中的重量增加 0.2 0.2 0.2
浸入20%H2SO4中重量增加 0.2 0.2 0.2
[0095] 根据ASTM D1084方法计算适用期、根据ASTM D2240方法的肖氏D硬度、根据ASTM D638方法的在断裂处的伸长%、根据ASTM D4080方法的耐磨性mg/1000次循环、根据ASTM D570方法的在水浸渍中的重量增加(在25℃下24小时)、以及根据ASTM D543方法的在20% H2SO4溶液浸渍中的重量增加(在25℃下24小时)。
[0096] 已经发现,用与(甲基)丙烯酸酯基团经由迈克尔加成反应在C=C双键上反应的羟烷基氨基甲酸乙酯胺类型的胺取代在环氧胺体系中通常用作硬化剂的胺允许生产具有优于现有组合物的机械性能、耐化学性和断裂强度的最终产物。
[0097] 实施例1至9表明使用羟烷基氨基甲酸乙酯改性的环氧胺(甲基)丙烯酸酯具有比本领域已知的那些改进的固化特性,如耐磨性、机械特性、以及耐化学性。这还有利地提供了不使用双酚A或A/F或任何内分泌干扰物的DGEBA树脂系统的替代方案。
[0098] 可用于本发明的环氧树脂的实施例包括每分子包含至少两个缩水甘油醚基团的那些。这些环氧树脂可以是饱和或不饱和的、脂族的、脂环族的或杂环的,并且可以是单体或聚合物的形式。
[0099] 潜在环氧树脂的非穷尽列表如下:未改性的双酚A型环氧树脂(Epotec YD 126,来自Aditya Birla Chemicals(RTM));双酚F型环氧树脂(Epotec YD 170,来自Aditya Birla Chemicals(RTM));树脂未改性的双酚A/F(Epotec YDFM 256 Aditya Birla Chemicals(RTM));或用单功能稀释剂稀释的双酚A/F树脂(Epotec YDFM 251Aditya Birla Chemicals(RTM))。
[0100] 还列出了在植物基础上的多缩水甘油基类型的潜在环氧树脂的进一步的非穷尽列表:在山梨糖醇基础上的Erisys G‑60、G‑61(CVC热固性特性);Erisys基于异山梨醇基的异山梨醇缩水甘油醚;(Erisys GE 38)聚甘油3聚缩水甘油醚;(Erysis GE 35)基于蓖麻油的聚缩水甘油醚;基于腰果壳液体油(CNSL)的NC‑514(Cardolite)。
[0101] 基于植物的聚缩水甘油醚树脂减少了碳足迹,并且允许替代DGEBA型二缩水甘油醚树脂,其包含充当内分泌干扰物的双酚A、F或A/F。
[0102] 根据产品的用途,可以考虑其他添加剂,包括但不限于:涂料;清漆;矿物填料;颜料染料;流变学添加剂;用于改善膜张的添加剂;用于去除气泡的添加剂;用于改进抗UV性的添加剂和过滤器;聚结剂;金属颗粒;增稠剂;阻燃剂;抗氧化剂;金属底漆;工业涂料;石材地毯粘合剂;可持续的城市排水系统粘合剂;用于水磨石的粘合剂;密封剂屋顶膜;溶剂,包括水,以允许生产工业地板漆、复合材料、粘合剂、密封剂、防水膜、地板覆盖物,包括地板漆、大填充物,如用于电气行业的灌封化合物,等等。除其他事项之外,该产品适合用于金属、混凝土、复合材料、塑料、以及木材。
[0103] 该组合物可以在用重力喷雾枪、压力锅系统、无空气喷雾系统、或静电喷雾系统混合之后施用,例如,并且使用任何适当的施用器,包括刷子、辊、以及浇筑设备。
[0104] 制备具有以下配方和特征的地板涂层涂料的可行配方:
[0105] 配制品1
[0106]部分A 供应商 组成
实施例2   46.66
Aktisil EM Hoffman Mineral 17.14
Portaryte PB 10 Sibelco 22.85
Tego Airex 944 Evonik 0.76
TiO2 Dupont 11.46
Bayferrox 318 Lanxess 1.13
    100
B部分 供应商 量
HSF 2009 Cardolite 18
[0107] 应注意,虽然在此将Aktisil EM用于试验数据,但是这种化合物不再是可商购的;可以获得一种等效的化学品Aktisil AM(Hoffman Mineral)。
[0108] 触感干燥(小时) 4适用期,分钟 45
肖氏硬度D 85
在断裂处的伸长% 5
耐磨性,质量损失mg/1000循环 21
浸入水中的重量增加(在25℃ 24h) 0.2
浸入20%H2SO4中重量增加(在25℃ 24h) 0.2
[0109] 制备一种用于高性能涂层(1mm)的可行的配制品,该配制品具有以下配方和特征:
[0110]部分A 供应商 组成
实施例3   46.66
Aktifit PF 111 Hoffman Mineral 17.14
Portaryte PB 10 Sibelco 22.85
Tego Airex 990 Evonik 0.76
TiO2 Dupont 11.46
Bayferrox 318 Lanxess 1.13
    100
B部分 供应商 量
HSF 2009 Cardolite 18
[0111] 触感干燥(小时) 2适用期,分钟 25
肖氏硬度D 87
在断裂处的伸长% 3
耐磨性,质量损失mg/1000循环 18
浸入水中的重量增加在(25℃ 24h)% 0.1
浸入20%H2SO4中重量增加(在25℃ 24h) 0.1
[0112] 在这里提供的两个实施例中,两部分环氧树脂组合物的B部分组分以HSF 2009(Cardolite)提供,也称为3‑氨基甲基‑3,5,5‑三甲基环己胺,其为酚醛胺(phenalkamine)固化剂。然而,应当理解,两部分环氧树脂组合物的A部分组分可以与B部分组分中包含胺的宽范围的潜在固化剂一起使用,并且因此实施例仅是说明性的。
[0113] 因此,有可能提供一种两部分环氧树脂组合物,该组合物具有比本领域已知的那些改进的固化特性,如耐磨性、机械特性、以及耐化学性。因此可以避免使用双酚A和A/F作为胍活化剂,它们是内分泌干扰物。
[0114] 词语“包括/包含”和词语“具有”在本文中参考本发明使用时用于指定所陈述的特征、整数、步骤或组分的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、组分或其组的存在或添加。
[0115] 应当理解,为了清楚起见,在单独实施方式的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方式中以组合的方式提供。相反,为了简洁起见,在单个实施方式的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合提供。
[0116] 仅通过实施例的方式提供上述实施方式,并且在不背离在本文中限定的本发明的范围的情况下,各种其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。
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