[发明专利]固化剂的改善或与之相关的改善

说明书

一种固化体系，其包含己二酸二酰肼和/或间苯二甲酸二酰肼与包合物的组合，其中所述包合物的客体化合物包括咪唑、咪唑啉或二氮杂双环烷烃(DBCA)。

本发明涉及固化配制品，并且特别涉及可用于固化热固性树脂的固化配制品。

背景技术

复合材料以多种形式产生。浸渍有可固化树脂基质配制品的纤维层在本文中被称为预浸料。这些材料中的树脂基质配制品可以是未固化或部分固化的。模制配混物通常包含呈切碎的各向同性或准各向同性形式的纤维材料与热固性树脂基质配制品的组合。

树脂基质配制品可以选自大范围的可聚合组分和添加剂。常用的可聚合组分包括环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、多异氰酸酯、和酚醛树脂。含有这些组分的配制品通常分别被称为环氧树脂配制品、聚酯配制品、乙烯基酯配制品、多异氰酸酯配制品和酚醛树脂配制品。

复合材料的所需特性是，当固化时，它具有所需的玻璃化转变温度(Tg)并且还具有其中采用它的用途所需的机械特性。在某些应用中，重要的是，在潮湿或湿润的条件下保留Tg(“湿Tg”)。热固性材料用于结构部件，因为与热塑性塑料相比，它们具有出色的机械性能和抗蠕变性。对于这些应用，热固性基质应具有足够高以允许在固化温度下脱模的初始固化Tg。较高的固化Tg能力能够使树脂在较高的固化温度下固化；并且使用较高的固化温度具有以下益处：由于反应性随温度而升高，其能够实现更快的固化周期。

使用数字扫描量热法(DSC)，根据ASTM E1356测量固化Tg。遵循以下方式测量保留或湿Tg：将纯树脂配制品在150℃下等温固化2分钟并且将固化的配制品在70℃的水中暴露14天，并且然后使用相同的测量标准ASTM E1356测量样品的Tg。

热固性树脂配制品包含催化剂和/或固化剂，并且根据树脂的性质、有待生产的产品和所需的树脂的固化周期来选择它们。支持大批量制造速率(例如汽车部件的制造)的复合材料的固化周期要求非常短的固化周期。固化周期为2.5分钟的树脂配制品是已知的，并且它们可以提供大约166000个零件/模具/年的制造速率(假设30秒的卸载-重载时间和95％的利用率)。然而，将希望缩短这样的固化周期时间。

此外，希望将热固性材料用于结构部件，因为与热塑性塑料相比，它们具有出色的机械性能和抗蠕变性。热固性基质必须具有足够高以允许在固化温度下脱模的初始固化Tg。因此，本发明寻求提供这样的树脂配制品，其在固化时具有快速固化和高Tg。有待在汽车工业中使用的材料还必须抵抗多种多样的环境条件。

可以用两组分(2k)混合树脂体系在较低的温度下实现非常快速的固化，但是混合/计量和应用这些材料所需的设备使其对于在非常大的批量制造中使用是不切实际的。另外，这样的方法要求在另外的先前步骤中构造干燥的预成型件，随后将其与混合树脂体系一起注入或灌注；这种干燥的预成型件的生产可能是耗时的，并且难以准确地定位到模具中，特别是如果其形状复杂的话。此外，这样的体系具有低的储存稳定性，并且如果快速固化的高Tg树脂体系可以作为完全混合的配制品而存在并且具有若干周的潜伏而不需要冷藏，则它将是有益的。这样的树脂体系可以在纤维增强材料的制造时存在于其中以形成预浸渍材料(预浸料)，可以将所述预浸渍材料在自动化过程中切割成定向的并且堆叠，从而允许最终用户容易放置到模具中以制造复合材料零件，用于最终固化。

在室温下稳定(潜伏)并且快速固化的热固性基质配制品典型地使用潜伏的胺，并且通过urone加快固化时间。尽管它们对初始固化有效，但是这些固化剂可能导致工作Tg温度低，因为潜伏的胺和urone的组合易感于高水平的水吸收和基质塑化。

基于咪唑的固化剂被广泛用于固化热固性树脂。不幸的是，这些固化剂的反应性非常大，因此树脂和这些固化剂的混合物存在以下问题：它们显示出较早的固化开始并且不能用作单组分环氧树脂组合物，因为所述组合物将在运输或储存中增稠、胶凝和固化，因此所述组合物在使用时制造并且然后递送。