[发明专利]用于环氧树脂体系的酸酐促进剂

说明书

公开了作为用于基于酸酐的环氧固化剂的促进剂使用的叔胺的羧酸盐。所公开的某些叔胺的羧酸盐是潜伏性酸酐促进剂，并使得环氧树脂在加热到升高的温度(例如，高于约50℃的起始温度)时能够固化。

本申请是申请日为2014年2月25日、申请号为201480011055.0、名称为“用于环氧树脂体系的酸酐促进剂”的专利申请的分案申请。

发明背景

本发明涉及液体叔胺促进剂，其用于为环氧树脂的酸酐固化剂提供潜伏能力(latency)。

已知某些酸酐用作环氧树脂的固化剂。商业上已知的酸酐具有与胺固化剂相比仅产生温和皮肤刺激的优点并普遍提供可接受的粘度及贮存期。使用酸酐固化的环氧树脂普遍表现出高温稳定性、良好的辐射稳定性以及在高于它们的变形温度(DT)时有用的物理性质和电学性质。

酸酐与环氧树脂的反应取决于多种因素，包括，例如，胶凝时间和温度、后固化和后固化温度、存在或不存在促进剂、促进剂的种类、树脂中羟基的量、酸酐与环氧的比率和体系中游离酸的量。在不存在促进剂的情况下，酸酐一般不与环氧基团反应。

典型的商业化环氧树脂/酸酐制剂使用酸酐促进剂。这些是酸性或碱性化合物。酸有利于醚化而碱有利于酯化。最佳的酸酐/环氧比(A/E)和树脂的固化性质由所用的促进剂决定。叔胺通常作为酸酐促进剂使用。这些常规的胺在Three Bond Technical News，第32卷，1990年12月20日中描述。常规的胺包括苄基二甲胺(BDMA)和三(二甲基氨基甲基)苯酚、三亚乙基二胺(TEDA)、N,N-二甲基哌嗪和2-(二甲基氨基甲基)苯酚。咪唑如2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一基咪唑鎓偏苯三酸盐和环氧-咪唑加合物(2-甲基咪唑/Epon 828)。

美国专利号3,839,281公开了使用N-羟乙基哌啶和哌嗪基化合物作为促进剂用于使用酸酐和双氰胺(DICY)固化的环氧树脂体系。美国专利号5,650,477公开了具有与腈基连接的醚的季铵盐用作用于在微波辐射下酸酐固化的环氧树脂的催化剂。固体金属乙酰丙酮化物作为潜伏性(latent)固化剂在J.Appl.Poly.Sci,26，1981年，979，J.Smith中描述。这些固体金属乙酰丙酮化物具有不能充分地分散以实现通过酸酐有效固化环氧树脂的缺点。

前述公开的专利、专利申请和文献通过引用并入本文。

本领域存在对酸酐促进剂的需要，其具有增加的潜伏能力以便最小化预混合的酸酐体系的浪费，由此提供原料成本的显著节约以及具有期望物理性质的固化树脂体系。

发明简述

本发明通过提供叔胺盐解决了与常规的酸酐促进剂相关联的问题。本发明的叔胺盐促进剂起到潜伏性固化剂的作用，并实现酸酐固化剂和环氧树脂的混合物在环境温度下延长的贮存稳定性以及在加热到升高的固化温度时的快速固化。另外，当生产固化的环氧树脂组分时，本发明的叔胺盐可以减小生产周期，由此提供增加的生产量。

使用酸酐和本发明的叔胺盐固化的环氧树脂可用于广泛的应用中，包括电绝缘材料、模塑制品、纤维增强复合材料等其它用途。

本发明的一个方面包括一种组合物，其包含至少一种叔胺盐和至少一种酸酐。

本发明的另一个方面包括至少一种叔胺盐、至少一种酸酐和至少一种环氧树脂。

本发明的又一个方面包括一种复合材料，其中包含至少一种叔胺盐、至少一种酸酐和至少一种环氧树脂的组合物嵌入至少一种填充材料如玻璃纤维中。

本发明的另一方面包括一种组合物，其包含至少一种叔胺盐、至少一种酸酐、至少一种环氧树脂，其中所述组合物具有约100到约150℃的起始温度(onset temperature)；约150到约400J/g的ΔH，和约60到约175的Tg。