[发明专利]用于固化环氧化物的催化剂

说明书

本发明涉及式I的1，3-取代的咪唑鎓盐作为潜伏催化剂用于固化含有 环氧基化合物的组合物的用途：

其中

R1和R3各自独立地是具有1-20个碳原子的有机基团，

R2、R4和R5各自独立地是氢原子或具有1-20个碳原子的有机基团， R4和R5也可以一起形成脂族或芳族的环，和

X是二氰胺阴离子。

环氧基化合物用于生产涂料，用做粘合剂，用于生产成型制品，和用 于许多其它用途。在这些应用中，它们一般在加工期间以液体形式存在(作 为在合适溶剂中的溶液或作为不含溶剂的100％液体体系)。环氧基化合 物一般具有低分子质量。在应用中，它们被固化。已经知道固化的许多可 能方法。从具有至少两个环氧基的环氧基化合物开始，可以用氨基化合物 或用具有至少两个氨基或至少一个酸酐基团的酸酐化合物分别通过加聚反 应(扩链)进行固化。具有高反应性的氨基化合物或酸酐化合物一般直到 所需的固化不久之前才加入。所以，所述体系称为双组分(2K)体系。

另外，可以使用用于环氧基化合物的均聚或共聚的催化剂。公知的催 化剂包括仅仅在高温下有活性的催化剂(潜伏催化剂)。这种潜伏催化剂 的优点是允许使用单组分(1K)体系；换句话说，环氧基化合物可以含有 潜伏催化剂且不会出现任何不需要的过早固化。

可商购的潜伏催化剂尤其包括三氟化硼与胺的加合物(BF3-单乙基 胺)、季鏻化合物和双氰胺(DICY)。

Journal of Polymer Science：Polymer Letters Edition，第21卷， 633-638(1983)描述了1，3-二烷基咪唑鎓盐用于此目的的用途。它们在175 ℃以上的分解释放出1-烷基咪唑，然后发生固化。阳离子的结构已经变化， 属于卤离子的氯离子和碘离子用作阴离子。

DE-A 2416408描述了硼酸咪唑鎓，例如四苯基硼酸咪唑鎓或四正丁 基硼酸咪唑鎓。

US 3635894描述了具有选自氯离子、溴离子和碘离子中的阴离子的 1，3-二烷基咪唑鎓盐用作环氧基化合物的潜伏催化剂的用途。

Kowalczyk和Spychaj在Polimery(Warsaw，波兰)(2003)，48(11/12)， 833-835中描述了四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓用作环氧基化合物的潜伏 催化剂的用途。催化剂直到190℃才开始有活性。

Sun、Zhang和Wong在Journal of Adhesion Science and Technology (2004)，18(1)，109-121中描述了六氟磷酸1-乙基-3-甲基咪唑鎓用作潜伏催 化剂的用途。其活性仅仅在196℃才开始。

JP 2004217859使用四烷基硼酸咪唑鎓或二烷基二硫代氨基甲酸咪唑 鎓。活化是通过暴露于高能光而发生的。

EP 0 458 502描述了多种非常不同的用于环氧基化合物的催化剂。其 中包括乙酸1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓(式I中，R1＝乙基，R2＝甲基，R3＝ 甲基)和乙酸1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓-乙酸配合物。

合适的潜伏催化剂应当能与环氧基化合物混溶。此混合物应当能在室 温下在标准储存条件下尽可能长时间地保持稳定，使得它们适合作为可储 存的1K体系。但是，在应用时，固化所需的温度应当不过高，尤其应当 显著低于约200℃。较低的固化温度允许节省能耗，并且避免不需要的副 反应。尽管固化温度较低，但是固化体系的机械性能和性质应当尽可能地 不受到损害。希望这些性能(例如硬度、柔性、粘合强度等)应当至少同 样好和如果可能的话甚至更好。

所以，本发明的目的是提供作为潜伏催化剂的咪唑鎓盐，以及这些咪 唑鎓盐和环氧基化合物的混合物，它们能满足上述要求。

因此，发现了上述的式I的潜伏催化剂的用途，以及含有此潜伏催化 剂的组合物。

咪唑鎓盐

本发明使用式I的1，3-取代的咪唑鎓盐：

其中

R1和R3各自独立地是具有1-20个碳原子的有机基团，

R2、R4和R5各自独立地是氢原子或具有1-20个、尤其1-10个碳原 子的有机基团，R4和R5也可以一起形成脂族或芳族的环，和

X是二氰胺阴离子。