[发明专利]含有异氰尿酸酯环的热固性组合物

说明书

本发明涉及含有异氰尿酸酯环的热固性组合物。通过热固性树脂的链伸 长将异氰尿酸酯环引入到热固性组合物中。

三(2-羟基烷基)异氰尿酸酯是已经用于制备含有异氰尿酸酯环的涂料树 脂和热固性组合物的商业原材料。异氰尿酸酯环的存在可改善树脂的性能例 如对热老化、风化、UV光的耐受性，低收缩率，或者改善的耐擦伤性。在 聚酯或聚醚的合成中，可将三(2-羟基烷基)异氰尿酸酯作为多元醇引入到涂 料树脂和热固性组合物中。但是，在聚酯或聚醚的合成中使用三(2-羟基烷基) 异氰尿酸酯作为多元醇存在缺点，例如其较高的熔点、较高的粘度、低的溶 解性、低的反应性以及较低的柔性。为了克服这样的缺点，已经报道了一些 改性的三(2-羟基烷基)异氰尿酸酯和它们的衍生物。例如，美国专利 No.5,268,428公开了使用己内酯和三(2-羟基乙基)异氰尿酸酯(THEIC)制备用 在粘合剂(binder)组合物中的羟基官能的聚酯。美国专利No.5,747,590报道了 将己内酯/THEIC低聚物用于涂料组合物。美国专利No.7,425,594报道了由 缩水甘油酯和/或醚与THEIC的反应制造的共聚物。

三(2-羟基烷基)异氰尿酸酯和它们的衍生物也已用作环氧树脂和聚氨酯 树脂的交联剂。美国专利No.4,942,215描述了THEIC和等当量(equivalent  quantity)的一种或多种酸酐的反应产物，其与环氧树脂以及液体酸酐在热固 性液体模塑组合物中结合。美国专利No.6,667,078描述了酸酐和THEIC的 反应产物，其在用于液晶显示器的透明树脂板的制造中作为固化剂。美国专 利No.3,784,503中描述了在氨基甲酸酯涂料组合物中使用聚己内酯和 THEIC的反应产物。

日本专利No.60123478描述了含有异氰尿酸酯环的酯化合物，其具有改 善的耐热性和无脆性的表面硬度，其在常温下是液体并且能容易地处理，其 由(ε)-己内酯改性的三(羟基烷基)异氰尿酸酯和丙烯酸或甲基丙烯酸的反应 产物制造。

三(2-羟基烷基)异氰尿酸酯和它们的衍生物也已用于制造环氧树脂。美 国专利No.3,763,097描述了通过使二环氧化合物和THEIC在酸性pH条件下 反应制备的聚醚环氧树脂。美国专利No.5,003,040描述了由二缩水甘油醚和 THEIC在醚化催化剂的存在下的反应制备的改性环氧树脂。该改性环氧树脂 每个分子具有平均1.5～2.5的环氧基团以及至少一个伯羟基。在美国专利 No.5,066,763中描述了基于改性环氧树脂的能固化的涂料组合物。日本专利 No.2007099901描述了具有低固化收缩率、透明性、优异的耐光性、以及在 高温下低黄变的环氧树脂。该环氧树脂是通过使多元羧酸化合物(A)和非芳 族环氧树脂(B)在碱性催化剂下反应获得的，其中化合物(A)是通过使三(羟基 烷基)异氰尿酸和饱和酸的酸酐反应获得的。

许多直接使用三(2-羟基乙基)异氰尿酸酯制造的能固化的树脂组合物显 示出低于期望的应用性质。例如，一些组合物可导致没有显示出足够高的强 度或硬度的膜。其它一些组合物可导致柔性不足的膜。另外的一些组合物可 导致脆性的膜。还可经历其它问题，例如起皱或差的粘附(这可导致脱层)。

因此，本发明的目的是开发利用基于异氰尿酸酯的多元醇并且能够制造 具有上述期望性质的固化树脂的热固性组合物。

本发明提供含有异氰尿酸酯环的热固性树脂，其包括如下物质的反应产 物：

(a)每个分子含有至少两个环氧基团的多环氧化物，和

(b)通过使如下物质反应而形成的羧基官能的低聚物：

(i)由三(2-羟基烷基)异氰尿酸酯或其衍生物与选自己内酯、环氧烷 烃、缩水甘油酯、缩水甘油醚、以及它们的混合物的改性剂的反应 制造的含有一个或多个异氰尿酸酯环的多元醇；与等当量的

(ii)一种或多种多元羧酸或其酸酐；

其中，组分(a)的环氧官能团与组分(b)的酸官能团的摩尔比大于1.0，并 且优选大于1.5。

术语“热固性组合物”指热固性树脂组合物，并且这两个术语可在本发 明中以相同的含义使用(表示热固性树脂)。