《环氧树脂组合物.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《环氧树脂组合物.pdf(34页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103140533 A (43)申请公布日 2013.06.05 CN 103140533 A *CN103140533A* (21)申请号 201180046958.9 (22)申请日 2011.09.07 61/388,064 2010.09.30 US C08G 59/06(2006.01) C08L 63/00(2006.01) C09D 163/00(2006.01) C09J 163/00(2006.01) (71)申请人 陶氏环球技术有限责任公司 地址 美国密歇根州 (72)发明人 R.E. 赫夫纳 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105。
2、 代理人 吴培善 (54) 发明名称 环氧树脂组合物 (57) 摘要 再环氧化的多官能环氧树脂组合物, 包含以 下物质的反应产物 : (I) 环氧化的多官能环氧树 脂低聚物组合物, 包含多官能脂族或脂环族环氧 树脂, 该多官能脂族或脂环族环氧树脂已经从作 为包括以下物质的反应的环氧化方法的结果形成 的环氧树脂产物分离出来 : (i) 脂族或脂环族含 羟基的物质 ; (ii) 表卤醇, (iii) 碱性作用物质, 在 (iv) 非路易斯酸催化剂的存在下 ; 和 (v) 任选 的一种或多种溶剂 ; (II) 表卤醇 ; (III) 碱性作 用物质 ; 在 (IV) 非路易斯酸催化剂的存在下 ; 和。
3、 (V) 任选的一种或多种溶剂。也公开了再环氧化 的多官能环氧树脂组合物的可固化环氧树脂组合 物以及可固化组合物的热固性材料。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.03.28 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2011/050613 2011.09.07 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/044443 EN 2012.04.05 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 29 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书29页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103140533 。
4、A CN 103140533 A *CN103140533A* 1/3 页 2 1. 再环氧化的多官能环氧树脂组合物, 包含以下物质的反应产物 : (I) 环氧化的多官能环氧树脂低聚物组合物, 包含多官能脂族或脂环族环氧树脂, 该多 官能脂族或脂环族环氧树脂已经从由包括以下物质的反应的环氧化方法形成的环氧树脂 产物分离出来 : (A) 脂族或脂环族含羟基的物质 ; (B) 表卤醇, (C) 碱性作用物质, (D) 非路易斯酸催化剂 ; 和 (E) 任选的一种或多种溶剂 ; (II) 表卤醇 ; (III) 碱性作用物质 ; (IV) 非路易斯酸催化剂 ; 和 (V) 任选的一种或多种溶剂。 2。
5、. 权利要求 1 的组合物, 其中所述脂族或脂环族含羟基的物质, 即组分 (A), 包括以下 的一种或多种 : 环己烷二烷醇, 环己烯二烷醇, 环己醇单烷醇, 环己烯醇单烷醇, 十氢化萘二 烷醇, 八氢化萘二烷醇 ; 1,2,3,4- 四氢化萘二烷醇 ; 或桥接的环己醇。 3. 权利要求 2 的组合物, 其中所述脂环族含羟基的物质, 即组分 (A), 包含选自以下 的物质 : 脂环族或多脂环族二醇, 一元醇单烷醇或一元醇二烷醇, 包括二环戊二烯二甲醇, 降冰片烯二甲醇, 降冰片烷二甲醇, 环辛烷二甲醇, 环辛烯二甲醇, 环辛二烯二甲醇, 五环癸 烷二甲醇, 二环辛烷二甲醇, 三环癸烷二甲醇, 。
6、二环庚烯二甲醇, 二环戊二烯二醇, 降冰片烯 二醇, 降冰片烷二醇, 环辛烷二醇, 环辛烯二醇, 环辛二烯二醇, 环己烷二醇, 环己烯二醇, 环戊烷 -1,3- 二醇 ; 二环戊烷 -1,1- 二醇 ; 十氢化萘 -1,5- 二醇 ; 反式 , 反式 -2,6- 二甲 基 -2,6- 辛二烯 -1,8- 二醇 ; 5- 羟甲基 -5- 乙基 -2-(1,1- 二甲基 -2- 羟基乙基 )-1,3- 二 氧杂环己烷 ; 3,9-双(1,1-二甲基-2-羟基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺5.5十一烷 ; 3-甲 基 -2,2- 降冰片烷二甲醇 ; 5- 降冰片烯 -2,3- 二甲醇 ; 降冰片。
7、烷 -2,3- 反式 - 二甲醇 ; 全 氢-1,4:5,8-二甲醇萘-2,3-反式-二甲醇 ; 全氢-1,4:5,8:9,10-三甲醇蒽-2,3-反式-二 甲醇 ; 和 5- 降冰片烯 -2,3- 二甲醇 ; 降冰片烷醇单甲醇 ; 降冰片 ; 及其混合物。 4. 权利要求 2 的组合物, 其中所述脂族含羟基的物质, 即组分 (A), 包含选自以下的物 质 : 烷氧基化的酚类反应物, 包括乙氧基化的邻苯二酚, 乙氧基化的间苯二酚, 乙氧基化的 对苯二酚, 和乙氧基化的双酚 A ; 包括乙氧基化的氢化双酚 A 的氢化芳族酚类反应物的烷氧 基化产物 ; 新戊二醇, 三羟甲基丙烷, 乙二醇, 丙二醇。
8、, 三甘醇, 高级烷氧基化的乙二醇, 季戊 四醇, 1,4- 丁二醇 ; 1,6- 己二醇 ; 和 1,12- 十二烷二醇 ; 及其混合物。 5. 权利要求 2 的组合物, 其中所述脂族或脂环族含羟基的物质, 即组分 (A), 包括环己 烷二烷醇或环己烯二烷醇中的一种或多种。 6. 权利要求 2 的组合物, 其中所述脂族或脂环族含羟基的物质, 即组分 (A), 包括 : 顺 式-、 反式-的1,3-和1,4-环己烷二甲醇 ; 顺式-、 反式-的1,2-环己烷二甲醇 ; 顺式-、 反 式 - 的 1,3- 环己烷二甲醇 ; 顺式 -、 反式 - 的 1,4- 环己烷二甲醇 ; 甲基取代的环己烷二。
9、甲 醇, 包括 4- 甲基 -1,2- 环己烷二甲醇或 4- 甲基 -1,1- 环己烷二甲醇 ; 1,1- 环己烷二甲醇 ; 环己烯二甲醇, 包括3-环己烯-1,1-二甲醇 ; 3-环己烯-1,1-二甲醇, 6-甲基- ; 4,6-二甲 权 利 要 求 书 CN 103140533 A 2 2/3 页 3 基-3-环己烯-1,1-二甲醇 ; 环己-2-烯-1,1-二甲醇 ; 1,1-环己烷二乙醇 ; 1,4-双(2-羟 基乙氧基 ) 环己烷 ; 1,4- 环己烷二乙醇 ; 1,4-(2- 羟基乙氧基 ) 环己烷 ; 和 1,4-(2- 羟基乙 氧基 ) 环己 -2- 烯。 7. 制备再环氧化的。
10、多官能环氧树脂组合物的方法, 包括使以下物质反应 : (I) 环氧化的多官能环氧树脂低聚物组合物, 包含多官能脂族或脂环族环氧树脂, 该多 官能脂族或脂环族环氧树脂已经从由包括以下物质的反应的环氧化方法形成的环氧树脂 产物分离出来 : (A) 脂族或脂环族含羟基的物质 ; (B) 表卤醇, (C) 碱性作用物质, (D) 非路易斯酸催化剂 ; 和 (E) 任选的一种或多种溶剂 ; (II) 表卤醇 ; (III) 碱性作用物质 ; (IV) 非路易斯酸催化剂 ; 和 (V) 任选的一种或多种溶剂。 8. 可固化的环氧树脂组合物, 包含 (a) 权利要求 1 的再环氧化的多官能环氧树脂组合物 ;。
11、 (b) 一种或多种固化剂 ; (c) 任选的一种或多种用于使环氧树脂固化的固化催化剂 ; 和 (d) 除组分 (a) 的再环氧化的环氧树脂之外的任选的一种或多种环氧树脂。 9. 权利要求 8 的组合物, 其中所述固化物质 (b) 包括 (a) 二元酚和多酚, (b) 二羧酸和 多羧酸, (c) 二硫醇和多硫醇, (d) 二胺和多胺, (e) 伯一元胺, (f) 磺酰胺, (g) 氨基酚, (h) 氨基羧酸, (i) 含酚羟基的羧酸, (j) 磺胺, 和 (k) 其混合物。 10. 权利要求 8 的组合物, 包括 (d) 除组分 (a) 的环氧树脂之外的一种或多种环氧树 脂 ; 以及该一种或多。
12、种环氧树脂 (d) 包括包含具有平均多于一个环氧基团 / 分子的化合物 的任何环氧化物。 11.部分(B-阶段)固化的热固性产物, 其包括部分固化的权利要求8的热固性环氧树 脂组合物。 12. 完全固化的热固性产物, 其包括完全固化的权利要求 8 的热固性环氧树脂组合物。 13. 制备权利要求 8 的组合物的方法, 包括混合以下物质 : (a) 权利要求 1 的再环氧化的多官能环氧树脂组合物 ; (b) 一种或多种固化剂 ; (c) 任选的一种或多种用于使环氧树脂固化的固化催化剂 ; 和 (d) 除组分 (A) 的再环氧化的环氧树脂之外的任选的一种或多种环氧树脂。 14. 制备权利要求 12 。
13、或权利要求 13 的组合物的方法, 包括以下步骤 : (I) 混合以下物质 : (a) 权利要求 1 的再环氧化的多官能环氧树脂组合物 ; (b) 一种或多种固化剂 ; 权 利 要 求 书 CN 103140533 A 3 3/3 页 4 (c) 任选的一种或多种用于使环氧树脂固化的固化催化剂 ; 和 (d) 除组分 (A) 的环氧树脂之外的任选的一种或多种环氧树脂 ; 和 (II) 在约 0 C 至约 300 C 的温度进行步骤 (I) 的混合。 15. 由权利要求 8 的组合物制备的制品。 16. 权利要求 15 的制品, 其中所述制品包括涂层, 层压物, 包装件, 铸件, 灯丝电源绕 组。
14、, 模塑件, 聚合物混凝土, 胶接物, 油漆, 真漆, 清漆, 或复合材料。 权 利 要 求 书 CN 103140533 A 4 1/29 页 5 环氧树脂组合物 0001 相关申请的交叉引用 0002 本 申 请 是 非 临 时 申 请, 要 求 2010 年 9 月 30 日 提 交 的 题 为 “EPOXY RESIN COMPOSITIONS” 的美国临时专利申请 61/388,064 的优先权, 其教导通过参考并入本申请, 以下如同全文复制。 技术领域 0003 本发明涉及通过使源自脂族和 / 或脂环族含羟基物质的环氧树脂的低聚物部分 的多官能脂族和 / 或脂环族环氧树脂前体再环氧。
15、化制备的环氧树脂组合物。本发明另外涉 及由再环氧化的多官能脂族和 / 或脂环族环氧树脂制备的热固性组合物以及涉及由所述 热固性组合物制备的热固性材料。 背景技术 0004 脂族和脂环族醇的环氧化是长期受到关注的领域, 例如描述于 EP0121260, 通过参 考并入本申请。EP0121260 中公开了使用季铵卤化物催化剂与表氯醇对脂族二醇 ( 包括环 己烷二甲醇 ) 进行相转移催化的环氧化的实例。 0005 通过参考并入本申请的 WO2009/142901 描述了使用几个环氧化过程由顺式 -、 反 式 - 的 1,3- 和 1,4- 环己烷二甲醇的混合物制备的环氧树脂组合物。WO2009/14。
16、2901 也公 开了制备各种蒸馏级以下物质的实例 : 顺式 -、 反式 - 的 1,3- 和 1,4- 环己烷二甲醇的单缩 水甘油醚和二缩水甘油醚, 包括顺式 -、 反式 - 的 1,3- 和 1,4- 环己烷二甲醇的高纯度 (99 重量百分比 wt%) 二缩水甘油醚。 0006 当使用现有技术化学和方法经脂族和脂环族含羟基物质使用表卤醇制备脂族和 脂环族环氧树脂时, 即使不是不可能获得, 也难以驱使完全转化 ; 且这些方法制备显著量的 低聚物副产物 ( 多达 25wt%-40wt% 的环氧树脂组合物 )。环氧树脂的组分可以包括, 例如 未转化的脂族和脂环族含羟基的物质反应物, 单缩水甘油醚,。
17、 二缩水甘油醚, 低聚物副产物 等。尽管各种方法例如蒸馏对于将不需要低聚物副产物从所需顺式 -、 反式 - 的 1,3- 和 1,4- 环己烷二甲醇的高纯度二缩水甘油醚中移除是可操作的, 不存在满意的解决方案用于 处理所得分离和隔离的低聚物副产物。 迄今的解决方案已经使用脂族和脂环族环氧树脂和 低聚物副产物的原样制备的混合物共同作为其它环氧树脂的反应性稀释剂, 其中低聚物副 产物简单地携载至全部稀释剂和环氧树脂组合物。 该方法的问题包括制备具有以下性质的 环氧树脂组合物 : 其粘度高于通过存在低聚物副产物诱导的所需粘度 ; 且具有降低的与固 化剂的反应性。 0007 鉴于现有技术方法的问题, 。
18、高度期望能够将脂族或脂环族环氧树脂分馏成单缩水 甘油醚、 二缩水甘油醚等, 使得任何残留的低聚物副产物级分可以有利地用于之后的方法 以提供基于残留低聚物副产物级分的新型热固性组合物和热固性材料。这样的方法以及 由该方法制备的热固性组合物和热固性材料描述于题为 “THERMOSETTABLE COMPOSITIONS AND THERMOSETS THEREFROM”的共同未决的美国专利申请 61/388,059, 同日由 Robert 说 明 书 CN 103140533 A 5 2/29 页 6 Hefner, Jr.( 代理案号 69907) 提交, 通过参考并入本申请。 0008 尽管基。
19、于残留低聚物副产物级分的热固性组合物和热固性材料提供多种益处, 但 仍存在很大空间用于改善由所述组合物提供的性质。因此, 高度期望能够将脂族或脂环族 环氧树脂分馏成单缩水甘油醚、 二缩水甘油醚等, 同时提供具有基于残留低聚物级分的再 环氧化的改善的性质的新型环氧树脂, 其热固性组合物和热固性材料。 发明内容 0009 本申请的 “残留低聚物产物” 表示低聚物级分, 其为在制备脂族或脂环族环氧树脂 产物的环氧化过程中的副产物 ; 其中使在环氧化过程之后副反应产生的低聚物级分以及脂 族或脂环族环氧树脂产物所得混合物经受之后的分离过程, 使得副反应产生的低聚物级分 与脂族或脂环族环氧树脂产物分离并隔。
20、离。 分离方法可以通过已知方法例如蒸馏装置操作 进行。一旦副反应产生的低聚物级分与脂族或脂环族环氧树脂产物 ( 例如通过蒸馏 ) 分 离, 则所得分离 / 隔离的低聚物级分产物, 通常为蒸馏过程的残留底部物质, 包括用于本发 明的残留低聚物产物。 0010 因此, 本发明的一种实施方式涉及环氧树脂组合物, 其包括以下物质的反应产物 : (I) 残留低聚物产物, 其中残留低聚物产物包括多官能脂族或脂环族环氧 (PACE) 树脂, (II)表卤醇, 和(III)碱性作用物质, 在(IV)非路易斯酸催化剂, 和(V)任选的一种或多种 溶剂的存在下。 0011 在本发明的另一种实施方式中, 以上环氧树。
21、脂组合物通过进一步环氧化 ( 即,“再 环氧化” )PACE 树脂以制备本发明的新型组合物的方法制备。本发明的再环氧化方法将存 在于 PACE 树脂中的羟基转化为缩水甘油醚基团, 从而提供增强的热固性官能度。 0012 本发明的另一种实施方式涉及热固性 ( 可固化 ) 环氧树脂组合物, 其包含 (a) 以 上所述的再环氧化的环氧树脂组合物, (b) 环氧树脂固化剂和 / 或催化剂, 和 (c) 除环氧树 脂组合物 (a) 之外的任选的环氧树脂化合物。 0013 本发明的另一方面涉及部分热固化(B-阶段)或完全热固化以上热固性环氧树脂 组合物的方法。 0014 本发明进一步的方面涉及制备以上热固。
22、性环氧树脂的方法。 0015 本发明的又另一种实施方式涉及通过使以上热固性环氧树脂组合物固化制备的 热固性制品。 0016 当固化 ( 热固化 ) 环氧树脂组合物之后, 可以得到具有较高交联密度的固化的热 固性基质。较高的交联密度可以有利地改善所得固化产品的性质例如其玻璃化转变温度、 耐湿性、 耐溶剂性、 韧性等。 特别需要将羟基转化为缩水甘油醚基以增加固化环氧树脂的耐 湿性和增加玻璃化转变温度以及降低液体环氧树脂的粘度。另外, 本发明的方法用于降低 任选存在的不需要可水解氯化物的量, 这是经由将所得低聚物级分中的任何氯乙醇基团脱 去氯化氢反应实现的。 附图说明 0017 针对说明本发明的目的。
23、, 附图中所示的是示例性的形式。 然而, 应该理解的是本发 明不限于所示的精确的构造和仪器。 说 明 书 CN 103140533 A 6 3/29 页 7 0018 图 1 是显示本发明生产再环氧化的环氧树脂产物的方法的示意性流程图。 具体实施方式 0019 共同未决的美国专利申请 61/388,059( 代理案号 69907) 公开了可固化多官能脂 族 / 脂环族环氧树脂组合物, 其热固性材料, 以及其应用例如耐候性涂层。同样, 正如在以 上专利申请中公开的, 因为脂族或脂环族二醇的环氧树脂包含多达百分之 25(%)40% 的 低聚物级分, 为了使需要纯化二缩水甘油醚的任何方案能够在商业上。
24、成功, 价值必须从该 低聚物级分回收。 0020 在本发明中, 将从 PACE 树脂分离的低聚物组分进一步环氧化 ( 再环氧化 ) 以制备 本发明的新型组合物。该再环氧化过程将存在于 PACE 树脂中的羟基转化为缩水甘油醚基 团, 从而提供增加的热固性官能度。一旦固化 ( 热固化 ), 这可能得到较高交联密度的固化 的热固性基质。这可以有利地增加玻璃化转变温度, 增加耐湿性和耐溶剂性, 增加韧性等。 特别需要将羟基转化为缩水甘油醚基以增加固化环氧树脂的耐湿性, 以及降低液体环氧树 脂的粘度。 另外, 再环氧化方法用于降低任选存在的不需要可水解氯化物的量, 这是经由将 PACE 树脂中的任何氯乙。
25、醇基团脱去氯化氢反应实现的。 0021 预期本发明的再环氧化方法可广泛应用于提升包含多官能脂族或脂环族环氧树 脂的残留低聚物产物, 所述多官能脂族或脂环族环氧树脂可以从多种可商购脂族和脂环族 环氧树脂中分离。特别有用的是脂族和脂环族环氧树脂, 其经脂族和 / 或脂环族含羟基的 化合物或物质与表卤醇的非路易斯酸催化的环氧化反应制备, 是由于显著量的未反应的羟 基可能存在于与所述环氧树脂分离的残留低聚物产物级分, 其中存在较少量的结合的氯甲 基。 0022 本发明的方法将允许分离用于先进反应的极低粘度二缩水甘油醚, 如果存在环氧 树脂的足够纯以及低粘度的反应性稀释剂。根据本发明的公开内容, 将剩余。
26、的低聚物级分 回收并再环氧化。 0023 本发明的一个目的是提供以下方法, 该方法包括将在进行蒸馏装置操作之后剩余 的低聚物环氧树脂级分再环氧化, 以充分回收高纯度二缩水甘油醚产物。 0024 本发明的另一个目的是使用由以上再环氧化方法制备的所得再环氧化的环氧树 脂组合物, 以制备热固性组合物和从所述热固性组合物热固性材料。这将提供产物以进一 步用于各种应用例如维护涂层。 0025 如上提及, 本发明涉及新型环氧树脂组合物, 其为多官能脂族和 / 或脂环族环氧 树脂组合物, 该组合物通过使从通过脂族或脂环族含羟基的物质的环氧化形成的环氧树脂 分离和隔离的低聚物级分中存在的低聚物产物再环氧化制备。
27、。 0026 本发明的一种宽实施方式包括再环氧化的环氧树脂组合物 ; 其中再环氧化的环氧 树脂组合物包括将已经从脂族或脂环族环氧树脂分离和隔离的 PACE 树脂环氧化 ( 再环氧 化 ) 的反应产物。例如, 本发明的一种实施方式包括再环氧化的环氧树脂组合物, 其包括 (I)PACE 树脂, (II) 表卤醇, 和 (III) 碱性作用物质, 在 (IV) 非路易斯酸催化剂, 和 (V) 任 选的一种或多种溶剂的反应产物存在下。 0027 作为本发明更具体实施方式的说明, 得自非路易斯酸催化的环氧化方法的脂族或 脂环族二醇的环氧树脂, 例如, 顺式 -、 反式 - 的 1,3- 和 1,4- 环。
28、己烷二甲醇 ( 例如商业环 说 明 书 CN 103140533 A 7 4/29 页 8 己烷二甲醇, 由 The Dow Chemical Company 以商标 UNOXOLTM二醇出售 ), 通常由少量未反 应的脂族或脂环族二醇, 单缩水甘油醚, 二缩水甘油醚, 和低聚物产物组成。蒸馏方法通常 用于移除未反应的脂族或脂环族二醇, 单缩水甘油醚, 和任何其它较低沸点物质。 UNOXOLTM 环状二醇是 Union Carbide Corporation 的注册商标 。 0028 然后将二缩水甘油醚作为具有足够高纯度 ( 通常为 98% 或更高 ) 的产物移除, 以 用于先进化学。在基本上。
29、移除二缩水甘油醚之后, 回收在蒸馏釜中剩余的多官能低聚物产 物。因此, 本发明的该具体实施方式基于生产高纯度 ( 98%) 脂环族二缩水甘油醚, 特别 是, UNOXOLTM二醇的二缩水甘油醚。对于前述先进反应, 在可以完成先进反应之前, 必须移 除低聚物产物或以其它方式它们的多官能度诱导凝胶。 0029 尽管共同未决的美国专利申请 61/388,059( 代理案号 69907) 提供 PACE 树脂与固 化剂的新型组合物, 其热固性材料, 以及所得热固性材料的应用, 但是本发明提供经再环氧 化获得的新型多官能低聚物环氧树脂。本发明另外提供来自所述再环氧化的 PACE 树脂的 增强的性能。在一。
30、种宽泛实施方式中, 本发明可以应用于脂族或脂环族含羟基的物质或化 合物的任何环氧树脂。 本发明的方法可以有益于并广泛应用于多种制备脂族和脂环族环氧 树脂的现有商业方法。 0030 组分(I)是残留的低聚物产物 ; 其中残留的低聚物产物包括PACE树脂。 例如, PACE 树脂可以是源自进行以制备环氧树脂主产物的第一环氧化反应的副产物 ( 或辅产物 )。 PACE树脂副产物与形成自环氧化过程的环氧树脂主产物分离和隔离。 制备环氧树脂主产物 和 PACE 树脂副产物的环氧化过程包括使用以下组分的反应 : (A) 脂族或脂环族含羟基的物 质, (B) 表卤醇, (C) 碱性作用物质, (D) 非路易。
31、斯酸催化剂, 和 (E) 任选的一种或多种溶剂。 0031 低聚物产物或 PACE 树脂通常是环氧树脂前体作为本发明再环氧化方法的一种反 应物。PACE 树脂通过与脂族或脂环族环氧树脂隔离获得, 该脂族或脂环族环氧树脂通过 (i) 脂族或脂环族含羟基的物质使用 (ii) 表卤醇, (iii) 碱性作用物质, (iv) 非路易斯酸 催化剂, 和 (v) 任选的一种或多种溶剂的环氧化形成。 0032 术语 “脂族或脂环族多官能环氧树脂” , 本申请也可互换地称为 “低聚物产物或副 产物” 或简称为 “低聚物” , 如本申请使用, 表示与环氧树脂隔离的产物, 该环氧树脂通过 (i) 脂族或脂环族含羟。
32、基的物质使用 (ii) 表卤醇, (iii) 碱性作用物质, (iv) 非路易斯酸催化 剂, 和 (v) 任选的一种或多种溶剂的环氧化形成。所述隔离的产物包括在以下过程之后剩 余的产物 : 移除全部 (1) “轻质” 组分, 例如, 任选存在的用于环氧化反应的溶剂, 未反应的表 卤醇, 和副产物例如二 ( 环氧基丙基 ) 醚 ; (2) 任选存在的未反应的脂族或脂环族含羟基的 物质 ; 移除 (3) 部分环氧化的脂族或脂环族含羟基的物质, 例如, 单缩水甘油醚 ; 和基本上 移除 (4) 完全环氧化的脂族或脂环族含羟基的物质, 例如, 二缩水甘油醚, 使得剩余的 PACE 树脂产物包含至多 2。
33、0wt% 的所述完全环氧化的脂族或脂环族含羟基的物质。 0033 一些代表性具体类别的脂族或脂环族含羟基的反应物, 即可用于环氧化反应以制 备本发明的再环氧化产物的 PACE 树脂前体的组分 (A) 或 (i), 包括例如以下物质 : 0034 用于本发明的脂族或脂环族含羟基的反应物可以包括, 例如具有以下化学结构的 环己烷二烷醇和环己烯二烷醇 : 0035 (a) 环己烷二烷醇和环己烯二烷醇 0036 说 明 书 CN 103140533 A 8 5/29 页 9 0037 0038 其中 R1各自独立地为 H 或 C1至 C6亚烷基 ( 饱和二价脂族烃基团 ), R2各自独 立地为C1至C。
34、12烷基或烷氧基, 环烷基或环烷氧基, 或芳环或惰性取代的芳环 ; q各自独立地 具有数值 0 或 1 ; 以及 v 具有数值 0 至 2。 0039 环己烷二烷醇和环己烯二烷醇的代表性实例包括UNOXOLTM二醇(顺式-、 反式-的 1,3-和1,4-环己烷二甲醇), 顺式-、 反式-的1,2-环己烷二甲醇 ; 顺式-、 反式-的1,3-环 己烷二甲醇 ; 顺式 -、 反式 - 的 1,4- 环己烷二甲醇 ; 甲基取代的环己烷二甲醇, 例如, 4- 甲 基 -1,2- 环己烷二甲醇或 4- 甲基 -1,1- 环己烷二甲醇 ; 1,1- 环己烷二甲醇 ; 环己烯二甲 醇, 例如, 3- 环己烯。
35、 -1,1- 二甲醇 ; 3- 环己烯 -1,1- 二甲醇, 6- 甲基 - ; 4,6- 二甲基 -3- 环 己烯 -1,1- 二甲醇 ; 环己 -2- 烯 -1,1- 二甲醇 ; 1,1- 环己烷二乙醇 ; 1,4- 双 (2- 羟基乙氧 基 ) 环己烷 ; 1,4- 环己烷二乙醇 ; 其混合物等。这类环氧树脂包括环己烷二氧基烷醇和环 己烯二氧基烷醇, 其中至少一个 q 的值为 1。具体实例包括 1,4-(2- 羟基乙氧基 ) 环己烷 和 1,4-(2- 羟基乙氧基 ) 环己 -2- 烯。上式和所列举的物质意图包含所有可能的几何异构 体, 即使异构体未明确显示或给出。 0040 1,1- 。
36、环己烷二甲醇的代表性合成法由 Manea 等人在 Paint and Coatings Industry, August1, 2006 中给出, 其全部内容通过参考并入本申请。3- 环己烯 -1,1- 二甲 醇的代表性合成法描述于美国专利 6,410,807, 通过参考并入本申请。 0041 UNOXOLTM二醇 ( 顺式 -、 反式 - 的 1,3- 和 1,4- 环己烷二甲醇 ) 是优选的环己烷二 烷醇。如本申请使用, 术语 “顺式 -、 反式 - 的 1,3- 和 -1,4- 环己烷二甲基醚部分” 表示包 括在环氧树脂内四种几何异构体的结构或化学结构的的共混物, 即顺式 -1,3- 环己。
37、烷二甲 基醚, 反式 -1,3- 环己烷二甲基醚结构, 顺式 -1,4- 环己烷二甲基醚, 和反式 -1,4- 环己烷 二甲基醚。四种几何异构体显示于以下结构中 : 0042 0043 反式 -1,4- 环己烷二甲基醚 顺式 -1,4- 环己烷二甲基醚 0044 0045 反式 -1,3- 环己烷二甲基醚 顺式 -1,3- 环己烷二甲基醚 说 明 书 CN 103140533 A 9 6/29 页 10 0046 包含顺式-、 反式-的1,3-和1,4-环己烷二甲基醚部分的环氧树脂及其制备方法 的详细描述提供于上述 WO2009/142901。使用季铵卤化物催化剂用表氯醇对脂族二醇的相 转移催。
38、化的环氧化以制备具有优于经路易斯酸催化的与表氯醇的偶联制备的相应脂族环 氧树脂的性质的脂族环氧树脂描述于上述EP专利0121260。 其中包括由环己烷二甲醇和二 环戊二烯二甲醇 ( 未指定的异构体 ) 制备的环氧树脂。 0047 用于本发明的脂族或脂环族含羟基的反应物可以包括, 例如一种或多种具有以下 化学结构的环己醇单烷醇和环己烯醇单烷醇 : 0048 (b) 环己醇单烷醇和环己烯醇单烷醇 0049 0050 0051 其中 R1、 R2、 q 和 v 各自如上文所限定。 0052 为包含一个环己醇或环己烯醇部分和一个单烷醇部分 ( 例如, 单甲醇部分 ) 的 脂族 / 脂环族混合二醇结构的。
39、环己醇单烷醇和环己烯醇单烷醇的代表性实例包括, 例如, 1-( 羟基甲基 ) 环己醇, 1-( 羟基甲基 ) 环己 -3- 烯醇, 3- 羟基甲基环己醇, 4- 羟基甲基环 己醇, 外消旋 -1- 异丙基 -4- 甲基 -2- 环己烯 -1,2- 二醇 ; 5- 异丙基 -2- 甲基 -3- 环 己烯 -1,2- 二醇 ; 2- 羟基甲基 -1,3,3- 三甲基 - 环己醇 ; 环己醇, 1-(2- 羟基乙氧基 ) ; 其混合物等。上式和所列举的物质意图包含所有可能的几何异构体, 即使异构体未明确显 示或给出。 0053 这样的化合物的另一实例是通过 Prins 反应在环己烷上制备的反式 -2。
40、-( 羟基甲 基 ) 环己醇, 由 Kazunari Taira 等人在 Journal of the American Chemical Society, 106, 7831-7835(1984) 中公开, 通过参考并入本申请。第二个实例是 1- 苯基 - 顺式 -2- 羟 基甲基 -r-1- 环己醇, 其公开于美国专利 4,125,558, 通过参考并入本申请。第三个实例是 反式 -4-( 羟基甲基 ) 环己醇由 Tamao 等人在 Organic Syntheses, Collective Volume8, p.315, Annual Volume69, p.96 中报告, 通过参考并入。
41、本申请。 0054 用于本发明的脂族或脂环族含羟基的反应物可以包括, 例如, 具有以下化学结构 的一种或多种十氢化萘二烷醇, 八氢化萘二烷醇和 1,2,3,4- 四氢化萘二烷醇 : 0055 (c) 十氢化萘二烷醇, 八氢化萘二烷醇和 1,2,3,4- 四氢化萘二烷醇 0056 说 明 书 CN 103140533 A 10 7/29 页 11 0057 其中 R1、 R2、 q 和 v 各自如上文所限定。 0058 包含一个十氢化萘二烷醇、 八氢化萘二烷醇或 1,2,3,4- 四氢化萘二烷醇部分的 十氢化萘二烷醇、 八氢化萘二烷醇和 1,2,3,4- 四氢化萘二烷醇的代表性实例包括 1,2-。
42、 十 氢化萘二甲醇 ; 1,3- 十氢化萘二甲醇 ; 1,4- 十氢化萘二甲醇 ; 1,5- 十氢化萘二甲醇 ; 1,6- 十氢化萘二甲醇 ; 2,7- 十氢化萘二甲醇 ; 1,2,3,4- 四氢化萘二甲醇 ( 萘满二甲醇 ) ; 1,2- 八氢化萘二甲醇 ; 2,7- 八氢化萘二甲醇 ; 4- 甲基 -1,2- 十氢化萘二甲醇 ; 4,5- 二甲 基 -2,7- 十氢化萘二甲醇 ; 1,2- 十氢化萘二乙醇 ; 2,7- 十氢化萘二乙醇 ; 其混合物等。上 式和所列举的物质意图包含所有可能的几何异构体, 即使异构体未明确显示或给出。 0059 尽管未通过以上给出结构显示, 但是应该理解也可以。
43、包括混合二醇结构, 其中一 个单烷醇部分连接于脂环族环, 一个羟基部分直接连接于脂环族环。所述混合结构的一个 实例是 1- 羟基 -2- 羟基甲基十氢化萘。 0060 用于本发明的脂族或脂环族含羟基的反应物可以包括例如, 一种或多种具有以下 化学结构的二环己烷二烷醇或二环己醇单烷醇 : 0061 (d) 二环己烷二烷醇或二环己醇单烷醇 0062 说 明 书 CN 103140533 A 11 8/29 页 12 0063 其中 R1、 R2、 q 和 v 各自如上文所限定。 0064 二环己烷二烷醇或二环己醇单烷醇的代表性实例包括二环己烷 -4,4- 二甲 醇 ; 二环己烷 -1,1 - 二甲。
44、醇 ; 二环己烷 -1,2- 二甲醇, 二环己烷 -4,4 - 二乙醇 ; 二环己 烷 -1- 羟基 -1 - 羟基甲基 ; 二环己烷 -4- 羟基 -4 - 羟基甲基 ; 其混合物等。上式和所列 举的物质意图包含所有可能的几何异构体, 即使异构体未明确显示或给出。 0065 尽管未通过以上给出结构显示, 但是应该理解也可以包括二环己烯二烷醇或二环 己烯醇单烷醇的环氧树脂, 其中任一个环或两个环都可以包含单不饱和度。所述二环己烯 结构的一个实例是二环己烯 -1,1 - 二甲醇的环氧树脂。 0066 用于本发明的脂族或脂环族含羟基的反应物可以包括, 例如一种或多种具有以下 化学结构的桥接的环己醇。
45、 : 0067 (e) 桥接的环己醇 0068 0069 其中 Q 各自是 C1至 C12亚烷基 ( 饱和的二价脂族烃基团 ), O, S, O=S=O, S=O, C=O, R3NC=O ; R3是 H 或 C1至 C6烷基 ( 饱和的一价脂族烃基团 ) ; R2和 v 如上文所限定。 0070 桥接的环己醇的代表性实例包括以下化合物, 其中芳环已经氢化生成环己烷环 : 双酚 A(4,4 - 异丙叉二苯酚 ), 双酚 F(4,4 - 二羟基二苯基甲烷 ), 4,4 - 二羟基二苯基砜 ; 4,4 - 二羟基苯甲酰苯胺 ; 1,1- 双 (4- 羟基苯基 ) 环己烷 ; 4,4- 二羟基二苯醚。
46、 ; 4,4- 二 羟基二苯甲酮 ; 1,1- 双 (4- 羟基苯基 )-1- 苯乙烷 ; 4,4- 双 (4(4- 羟基苯氧基 )- 苯基砜 ) 二苯基醚 ; 2,2- 磺酰基二苯酚 ; 4,4 - 硫代二苯酚 ; 二环戊二烯二苯酚。 0071 (f) 其它脂环族和多脂环族二醇, 一元醇单烷醇, 或二烷醇 0072 大多数任何脂环族或多脂环族二醇、 一元醇单烷醇或二烷醇可以用于环氧化方 法。代表性实例包括二环戊二烯二甲醇, 降冰片烯二甲醇, 降冰片烷二甲醇, 环辛烷二甲 说 明 书 CN 103140533 A 12 9/29 页 13 醇, 环辛烯二甲醇, 环辛二烯二甲醇, 五环癸烷二甲醇。
47、, 二环辛烷二甲醇, 三环癸烷二甲醇, 二环庚烯二甲醇, 二环戊二烯二醇, 降冰片烯二醇, 降冰片烷二醇, 环辛烷二醇, 环辛烯二 醇, 环辛二烯二醇, 环己烷二醇, 环己烯二醇, 环戊烷 -1,3- 二醇 ; 二环戊烷 -1,1- 二醇 ; 十 氢化萘 -1,5- 二醇 ; 反式 , 反式 -2,6- 二甲基 -2,6- 辛二烯 -1,8- 二醇 ; 5- 羟甲基 -5- 乙 基 -2-(1,1- 二甲基 -2- 羟基乙基 )-1,3- 二氧杂环己烷 ; 3,9- 双 (1,1- 二甲基 -2- 羟 基乙基 )-2,4,8,10- 四氧杂螺 5.5 十一烷 ; 3- 甲基 -2,2- 降冰片。
48、烷二甲醇 ; 5- 降冰片 烯 -2,3- 二甲醇 ; 降冰片烷 -2,3- 反式 - 二甲醇 ; 全氢 -1,4:5,8- 二亚甲基萘 -2,3- 反 式 - 二 甲 醇 ; 全 氢 -1,4:5,8:9,10- 三 亚 甲 基 蒽 -2,3- 反 式 - 二 甲 醇 ; 和 5- 降 冰 片 烯 -2,3- 二甲醇 ; 降冰片烷醇单甲醇 ; 和降冰片。 0073 降冰片烷 -2,3- 反式 - 二甲醇 ; 全氢 -1,4:5,8- 二亚甲基萘 -2,3- 反式 - 二甲醇 ; 和全氢 -1,4:5,8:9,10- 三亚甲基蒽 -2,3- 反式 - 二甲醇的制备由 Wilson 等人, Jo。
49、urnal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition, volume10, 3191-3204(1972) 报 告, 通过参考并入本申请。5- 降冰片烯 -2,3- 二甲醇的制备由 Hitoshi Nakamura 等人在 Macromolecules, 23, 3032-3035(1990) 报告, 通过参考并入本申请。 0074 (g) 脂族含羟基的物质 0075 大多数任何脂族含羟基的反应物可以用于环氧化方法。 代表性的脂族含羟基的反 应物包括烷氧基化的酚类反应物, 例如, 乙氧基化的邻苯二酚, 乙氧基化的间苯二酚, 乙氧 基化的对苯二酚, 和乙氧基化的双酚A。 氢化芳族酚类反应物的烷氧基化产物包括乙氧基化 的氢化双酚 A。其它脂族含羟基的反应物包括新戊二醇, 三羟甲基丙烷, 乙二醇, 丙二醇, 三 甘醇, 高级烷氧基化的乙二醇, 季戊四醇,。