[发明专利]新型固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及特别是用于环氧和聚氨酯树脂的新型树脂固化剂。

背景技术

可固化树脂体系是普遍已知的，并广泛用于多个技术领域。这些体系通过树脂分子和固化剂之间的反应起作用。在活化下，例如通过同时混合或加热，固化剂上的官能团与树脂分子上的官能团反应，从而形成延长的聚合物网络，其中该方法被称为固化。

得到的固化树脂具有在很大程度上或完全受到选择的树脂、选择的固化剂和所使用的固化体系支配的物理性能。通过改变一种或多种这些变量，可以获得多种物理性能。

对于固化树脂而言，特别有用的物理性能是机械韧性，并且能够经受冲击而不脆性断裂。当涉及生产结构体时，这样的树脂特别有用。

然而，已知韧性的固化树脂通常易于具有低的玻璃化转变温度，这就使得它们不适用于结构体。已知提高玻璃化转变温度的方法通常包括变得更脆的材料，其也不适用于结构体。另外，已知使脆性树脂增韧的方法通常也会降低玻璃化转变温度。

因此，看起来机械韧性并具有高玻璃化转变温度，因此使得其可以用于结构体用途的固化树脂体系是使用已知体系不容易达到的。

发明内容

在第一方面，本发明涉及包含具有以下结构化合物的可固化树脂：

其中每个碳2与其碳1或碳3一起的是稠合脂环族环的成员，当碳1是所述环的成员时，N也是，其中脂肪族或芳香族环的每个成员碳可以是其它稠合的脂环族环的成员，或可以键接到选自H或直链或支链的C₁-C₅烷基的基团。

本发明的化合物被发现是特别适用于环氧和聚氨酯体系的优异的固化剂。人们相信，存在的脂环族基团为固化剂提供了硬度，其在固化树脂体系中转化为较高的玻璃化转变温度。

令人惊讶的是玻璃化转变温度的增加并不会伴随着固化树脂体系的脆性增加。

形成任意其它稠合脂环族环的一部分的任何碳也可以键接至H或直链或支链C₁-C₅的烷基。优选化合物中每个脂肪族或芳香族环的成员碳可以键接至H或直链或支链的C₁-C₄的烷基。更优选它们可以键接至H或直链或支链的C₁-C₃的烷基，最优选它们键接至H、C₁或C₂的烷基。

因此，该化合物优选分子量不大于600，更优选不大于500，最优选不大于400，最佳不大于350。

所述脂环族环通常包含5或6个碳，优选6个。通常，各个脂环族环仅由碳原子组成。

该化合物是胺，通常是二胺，其每个N键接至合适数量的氢。

在第一优选实施方式中，该化合物是以下类型的伯芳香族胺：

在第二优选实施方式中，该化合物是以下类型的仲芳香族胺：

在这些具体实施方式中，Z可以是碳原子或单键(即所述脂环族环可以是5或6元环)。

任选R₁和R₂(还有R₃和R₄)可以形成其它脂环族环的一部分。

在另一个具体实施方式中，碳2可以是两个稠合脂环族环的成员，一个是与碳1，另一个是与碳3。也可以是其它的排布。

该固化剂可以方便地使用，不论何时需要胺官能化的固化剂。因此，它们特别适用于环氧和聚氨酯体系中的固化剂。

适当的环氧树脂可以包含单官能、双官能、三官能和/或四官能环氧树脂。

举例来说，适当的双官能环氧树脂包括基于以下物质的环氧树脂；双酚F的二缩水甘油醚、双酚A的二缩水甘油醚(任选溴化)、苯酚和甲酚的环氧酚醛清漆、酚醛加成物的缩水甘油醚、其它芳香族环氧树脂、脂肪族二醇的缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、芳香族环氧树脂、脂肪族聚缩水甘油醚、环氧化烯烃、溴化树脂、芳香族缩水甘油基胺、杂环缩水甘油基酰亚胺(imidine)和酰胺、氟化的环氧树脂、缩水甘油基酯或其任意组合。

双官能环氧树脂可以优选选自双酚F的二缩水甘油醚、双酚A的二缩水甘油醚、二缩水甘油二羟萘、二缩水甘油酯或其任意组合。