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1、(10)申请公布号 CN 103435504 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103435504 A *CN103435504A* (21)申请号 201310306113.X (22)申请日 2013.07.19 C07C 217/08(2006.01) C07C 213/02(2006.01) C07D 317/28(2006.01) C08G 59/50(2006.01) (71)申请人 艾达索高新材料无锡有限公司 地址 214135 江苏省无锡市新区菱湖大道 97 号兴业楼 C 栋 5F (72)发明人 覃兵 李欣 梁波 (74)专利代理机构 无锡华源专利事务所 (。
2、 普通 合伙 ) 32228 代理人 冯智文 (54) 发明名称 一种可降解伯胺固化剂的制备方法 (57) 摘要 本发明提供了四种可降解伯胺固化剂的制备 方法, 包括原料和氨或者氨水反应生成伯胺固化 剂, 以及原料经过盖布瑞尔反应生成含邻 (苯) 二 甲酰亚胺基团的化合物, 然后此化合物水解或者 肼解得到粗产物, 然后纯化精制粗产物得到伯胺 类固化剂。本方法得到的伯胺固化剂制备出来的 环氧树脂以及纤维增强复合材料都具有良好的降 解性能, 对环境友好, 属于绿色环保材料。 (51)Int.Cl. 权利要求书 7 页 说明书 14 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权。
3、利要求书7页 说明书14页 (10)申请公布号 CN 103435504 A CN 103435504 A *CN103435504A* 1/7 页 2 1. 一种可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述伯胺固化剂按照下述反应方程 式制备 : 其中 : R1 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 芳香基、 杂芳香基、 烷杂 烷基、 炔基、 亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的一 种 ; R2 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 芳香基、 杂芳香基、 烷杂 烷基、 炔基、 亚烃基、 亚烃。
4、杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的一 种 ; R1 和 R2 可以相同, 也可以不同 ; R1 和 R2 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构中 ; R3 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷撑亚烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃基、 亚烯 杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂环烷亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环。
5、烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯 撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃杂环烯亚 烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环 烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香撑亚烯 基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 亚炔 杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 1,4- 烷基取代哌嗪、。
6、 羰基和硫代羰基中的一种 ; R4 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷撑亚烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃基、 亚烯 杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂环烷亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯 撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃杂环烯亚 烃基、。
7、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环 烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香撑亚烯 基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 亚炔 杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 1,4- 烷基取代哌嗪、 羰基和硫代羰基中的一种 ; R3 和 R4 可以相同, 也可以不同 ; 权 利 要 求 书 CN 103435504 A 2 2/7 页 3 X1 是氯原子、 溴原子、 碘原。
8、子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X2 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X1 和 X2 可以相同, 也可以不同。 2. 根据权利要求 1 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于包括以下步骤 : (1) 将化合物 ii 投入到高压反应釜中, 开启搅拌, 加入化合物 i 和催化剂, 或者只加入 化合物 i, 不加催化剂 ; 化合物 i 与化合物 ii 的摩尔配比为 1:2 500, 加入化合物 i 的温 度为 -15 200 ; 当化合物 i 。
9、的用量为 1 摩尔时, 催化剂的用量为 0 100 摩尔 ; (2) 在高压和搅拌下, 升温进行反应, 反应温度为 10 200, 反应时间为 2 240 小 时, 压力为 2 200 大气压 ; (3) 浓缩步骤 (2) 所得反应液, 降温, 用碱的水溶液调节反应液的 pH 7 ; (4) 使用有机溶剂萃取步骤 (3) 中引入的水相, 合并有机相萃取液 ; (5) 步骤 (4) 所得的有机相萃取液经干燥、 过滤、 浓缩、 纯化, 得到可降解伯胺固化剂。 3. 根据权利要求 2 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于 : 所述化合物 i 与化合物 ii 的摩尔配比为 1:15 80 ;。
10、 所述化合物 i 与催化剂的摩尔配比为 1:2 30 ; 所述加入化合物 i 的温度为 5 30 ; 所述反应温度为 50 120 ; 所述反应时间为 6 20 小时 ; 所述压力为 30 100 大气压 ; 所述用碱的水溶液调节反应液的 pH 值为 pH 10。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于 : 所述催化剂为碳酸铵、 碳酸氢铵、 醋酸铵、 乌洛托品、 氯化铵、 溴化铵、 碘化铵、 氢氧化 铵、 硫酸铵、 硫酸氢铵、 亚硫酸铵、 亚硫酸氢铵、 硝酸铵、 磷酸铵、 磷酸氢二铵、 磷酸二氢铵、 甲 酸铵、 丙酸铵、 三氟乙酸铵或苯甲酸铵中的一种 ;。
11、 所述碱为氢氧化锂、 氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化钙、 碳酸钠、 碳酸氢钠、 碳酸钾、 碳酸氢 钾、 氨水中的至少一种 ; 所述碱的水溶液质量浓度为 0.1 100% ; 所述有机溶剂为氯仿、 二氯甲烷、 甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 丁醇、 异丁醇、 叔丁醇、 乙酸 乙酯、 乙醚中的至少一种。 5. 一种可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述伯胺固化剂按照下述反应方程 式制备 : 其中 : 权 利 要 求 书 CN 103435504 A 3 3/7 页 4 R1 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 芳香基、 杂芳香基、 烷杂 烷基、 炔基、 亚。
12、烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的一 种 ; R2 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 芳香基、 杂芳香基、 烷杂 烷基、 炔基、 亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的一 种 ; R1 和 R2 可以相同, 也可以不同 ; R1 和 R2 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构中 ; R3 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃。
13、环烷撑亚烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃基、 亚烯 杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂环烷亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯 撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃杂环烯亚 烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环 烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香撑亚烯 基、 亚烃芳香撑亚烯基、。
14、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 亚炔 杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 1,4- 烷基取代哌嗪、 羰基和硫代羰基中的一种 ; R4 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷撑亚烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃基、 亚烯 杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑。
15、基、 亚炔杂环烷亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯 撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃杂环烯亚 烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环 烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香撑亚烯 基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 亚炔 杂芳香撑基、 亚。
16、炔杂芳香撑亚炔基、 1,4- 烷基取代哌嗪、 羰基和硫代羰基中的一种 ; R3 和 R4 可以相同, 也可以不同 ; X1 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X2 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X1 和 X2 可以相同, 也可以不同。 6. 根据权利要求 5 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于化合物经过盖 布瑞尔反应生成含邻 (苯) 二甲酰亚胺基团的化合物, 然后此化合物水解或者肼解得到粗产 物, 然后纯化精。
17、制粗产物得到伯胺类固化剂。 权 利 要 求 书 CN 103435504 A 4 4/7 页 5 7. 根据权利要求 5 或 6 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述水解反 应为含邻 (苯) 二甲酰亚胺基团的化合物在碱性条件下, 制备可降解伯胺固化剂的过程 ; 所述碱为氨气、 氨水、 氢氧化锂、 氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化钙、 碳酸钙、 碳酸氢钙、 碳 酸钠、 碳酸氢钠、 碳酸钾、 碳酸氢钾中的至少一种。 8. 根据权利要求 5 或 6 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述肼解反 应为含邻 (苯) 二甲酰亚胺基团的化合物溶于水合肼、 或者溶于无水肼与有机溶剂的混。
18、合体 系中, 在一定反应温度条件下, 制备可降解伯胺固化剂的过程 ; 所述有机溶剂为甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 丁醇、 异丁醇、 叔丁醇、 戊醇、 己醇、 庚醇、 辛 醇、 壬醇、 葵醇、 二氧六环、 乙二醇中的至少一种 ; 所述反应温度为 20 150。 9. 一种可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述伯胺固化剂按照下述反应方程 式制备 : 其中, R1、 R2、 R3和 R4可分别是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 炔基、 芳香基、 杂芳香基、 亚烃氧烷基、 亚烃氧环烷基、 亚烃氧杂环基、 亚烃氧杂环烷基、 亚烃氧烯 基、 亚烃氧环烯基、 亚烃。
19、氧芳香基、 亚烃氧杂芳香基、 环烷撑氧烷基、 环烷撑氧环烷基、 环烷 撑氧杂环基、 环烷撑氧杂环烷基、 环烷撑氧烯基、 环烷撑氧环烯基、 环烷撑氧芳香基、 环烷撑 氧杂芳香基、 杂环烷撑氧烷基、 杂环烷撑氧环烷基、 杂环烷撑氧杂环基、 杂环烷撑氧杂环烷 基、 杂环烷撑氧烯基、 杂环烷撑氧环烯基、 杂环烷撑氧芳香基、 杂环烷撑氧杂芳香基、 芳香撑 氧烷基、 芳香撑氧环烷基、 芳香撑氧杂环基、 芳香撑氧杂环烷基、 芳香撑氧烯基、 芳香撑氧环 烯基、 芳香撑氧芳香基、 芳香撑氧杂芳香基中的一种 ; R1、 R2、 R3和 R4可以相同, 也可以不同 ; R3和 R4可以与共同相邻的碳原子在同一个环结。
20、构中, 也可以不在同一个环结构中 ; R1和 A 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构中 ; R2和 B 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构中 ; A 和 B 可分别是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷 撑亚烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚 烃基、 亚烯杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂 环烷亚炔基、 环。
21、烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯 基、 亚烃环烯撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃杂环烯亚烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯 权 利 要 求 书 CN 103435504 A 5 5/7 页 6 撑基、 亚炔杂环烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚 烯芳香撑亚烯基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚。
22、烃杂芳香撑 亚烯基、 亚炔杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 羰基和硫代羰基中的一种 ; A 和 B 可以相同, 也可以不同 ; X1 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X2 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X1 和 X2 可以相同, 也可以不同。 10. 根据权利要求 9 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于包括以下步骤 : (1) 将化合物 ii 投入到高压反应容器中, 开启搅拌, 加入化合物 i 和催化剂,。
23、 或者只加 入化合物 i, 不加催化剂, 化合物 i 与化合物 ii 的摩尔配比为 1:2 500, 加入化合物 i 的 温度为 -15 200 ; 当化合物 i 的用量为 1 摩尔时, 催化剂的用量为 0 100 摩尔 ; (2) 在高压和搅拌下, 升温进行反应, 反应温度为 10 200, 反应时间为 2 240 小 时, 压力为 2 200 大气压 ; (3) 浓缩步骤 (2) 所得反应液, 降温, 用碱的水溶液调节反应液的 pH 7 ; (4) 使用有机溶剂萃取步骤 (3) 中引入的水相, 合并有机相萃取液 ; (5) 步骤 (4) 所得的有机相萃取液经干燥、 过滤、 浓缩、 纯化, 。
24、得到可降解伯胺固化剂。 11. 根据权利要求 10 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于 : 所述化合物 i 与化合物 ii 的摩尔配比为 1:15 80 ; 所述化合物 i 与催化剂的摩尔配比为 1:2 30 ; 所述加入化合物 i 的温度为 5 30 ; 所述反应温度为 50 120 ; 所述反应时间为 6 20 小时 ; 所述压力为 30 100 大气压 ; 所述用碱的水溶液调节反应液的 pH 值为 pH 10。 12. 根据权利要求 9 或 10 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于 : 所述催化剂为碳酸铵、 碳酸氢铵、 醋酸铵、 乌洛托品、 氯化铵、 溴化铵、 碘。
25、化铵、 氢氧化 铵、 硫酸铵、 硫酸氢铵、 亚硫酸铵、 亚硫酸氢铵、 硝酸铵、 磷酸铵、 磷酸氢二铵、 磷酸二氢铵、 甲 酸铵、 丙酸铵、 三氟乙酸铵或苯甲酸铵中的一种 ; 所述碱为氢氧化锂、 氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化钙、 碳酸钠、 碳酸氢钠、 碳酸钾、 碳酸氢 钾、 氨水中的至少一种 ; 所述碱的水溶液质量浓度为 0.1 100% ; 所述有机溶剂为氯仿、 二氯甲烷、 甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 丁醇、 异丁醇、 叔丁醇、 乙酸 乙酯、 乙醚中的至少一种。 13. 一种可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述伯胺固化剂按照下述反应方 程式制备 : 权 利 要 求 书 CN 1。
26、03435504 A 6 6/7 页 7 其中, R1、 R2、 R3和 R4可分别是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 炔基、 芳香基、 杂芳香基、 亚烃氧烷基、 亚烃氧环烷基、 亚烃氧杂环基、 亚烃氧杂环烷基、 亚烃氧烯 基、 亚烃氧环烯基、 亚烃氧芳香基、 亚烃氧杂芳香基、 环烷撑氧烷基、 环烷撑氧环烷基、 环烷 撑氧杂环基、 环烷撑氧杂环烷基、 环烷撑氧烯基、 环烷撑氧环烯基、 环烷撑氧芳香基、 环烷撑 氧杂芳香基、 杂环烷撑氧烷基、 杂环烷撑氧环烷基、 杂环烷撑氧杂环基、 杂环烷撑氧杂环烷 基、 杂环烷撑氧烯基、 杂环烷撑氧环烯基、 杂环烷撑氧芳香基、。
27、 杂环烷撑氧杂芳香基、 芳香撑 氧烷基、 芳香撑氧环烷基、 芳香撑氧杂环基、 芳香撑氧杂环烷基、 芳香撑氧烯基、 芳香撑氧环 烯基、 芳香撑氧芳香基、 芳香撑氧杂芳香基中的一种 ; R1、 R2、 R3和 R4可以相同, 也可以不同 ; R3和 R4可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构中 ; R1和 A 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构中 ; R2和 B 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构中 ; A 和 B 可分别是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷撑基、 。
28、亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷 撑亚烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚 烃基、 亚烯杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂 环烷亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯 基、 亚烃环烯撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃杂环烯亚烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯 撑基、 亚炔杂环烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、。
29、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚 烯芳香撑亚烯基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑 亚烯基、 亚炔杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 羰基和硫代羰基中的一种 ; A 和 B 可以相同, 也可以不同 ; X1 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X2 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; X1。
30、 和 X2 可以相同, 也可以不同。 14. 根据权利要求 13 所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于化合物经过 权 利 要 求 书 CN 103435504 A 7 7/7 页 8 盖布瑞尔反应生成含邻 (苯) 二甲酰亚胺基团的化合物, 然后含邻 (苯) 二甲酰亚胺基团的化 合物水解或者肼解得到粗产物, 然后蒸馏精制粗产物得到伯胺类固化剂。 15.根据权利要求13或14所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述水解 反应为含邻 (苯) 二甲酰亚胺基团的化合物在碱性条件下, 制备可降解伯胺固化剂的过程 ; 所述碱为氢氧化锂、 氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化钙、 碳酸钙、 碳酸。
31、氢钙、 碳酸钠、 碳酸氢 钠中的至少一种。 16.根据权利要求13或14所述的可降解伯胺固化剂的制备方法, 其特征在于所述肼解 反应为含邻 (苯) 二甲酰亚胺基团的化合物溶于水合肼、 或者溶于无水肼与有机溶剂的混合 体系中, 在一定反应温度条件下, 制备可降解伯胺固化剂的过程 ; 所述有机溶剂为甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 丁醇、 异丁醇、 叔丁醇、 戊醇、 己醇、 庚醇、 辛 醇、 壬醇、 葵醇、 二氧六环、 乙二醇中的至少一种 ; 所述反应温度为 20 150。 权 利 要 求 书 CN 103435504 A 8 1/14 页 9 一种可降解伯胺固化剂的制备方法 技术领域 0001 。
32、本发明涉及环氧树脂固化剂技术领域, 尤其是涉及一种可降解伯胺固化剂的制备 方法。 背景技术 0002 环氧树脂由于具有优良的物理机械性能、 电绝缘性能、 与各种材料的黏接性能以 及其使用加工的灵活性, 被广泛用于复合材料、 浇铸件、 电子电器、 涂料与黏合剂等领域, 在 国民经济的各个领域发挥着重要的作用。 0003 环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应, 形成网状立体聚合物, 使线型树脂 变成坚韧的体型固体的添加剂。 作为一种热固性树脂, 环氧树脂固化时需专门的固化剂。 固 化剂种类繁多, 如碱性类固化剂, 包括脂肪族二胺和多胺、 芳香族多胺、 其它含氮化合物及 改性脂肪胺 ; 如酸性类固。
33、化剂, 包括有机酸、 酸酐、 和三氟化硼及其络合物等。 使用不同种类 的固化剂可以获得各种各样性能优异的、 各具特色的环氧固化体系和固化物, 能适应和满 足各种不同使用性能和工艺性能的要求。 0004 环氧树脂分子结构中的环氧基非常活泼, 能和酸酐、 羧酸、(酰) 胺类等化合物交联 成三维网状大分子。 实际应用中, 各种添加剂如颜料、 增塑剂、 抗氧化剂等的存在, 使得环氧 树脂分子结构更为复杂。 0005 环氧树脂在复合材料上的广泛应用是由于其固化前优异的加工性能和固化后优 异的附着力、 机械强度、 热分散性、 电学性能、 耐化学性等。 此外, 固化后环氧树脂的高密度、 三维网状结构使其成为。
34、极其耐用坚硬的材料, 可以承受大范围的环境条件的影响。 同时, 固 化后环氧树脂的交联网状结构使其去除、 回收和再利用特别困难。 本质上, 通常使用多胺与 环氧树脂复配发生的交联反应是不可逆的, 因此, 这种物质不能重新熔解、 不能无损的重新 成型、 也不能轻易的溶解。 热固型环氧树脂基质与纤维结合可制备成纤维增强复合材料, 固 化后的环氧树脂很难分解、 熔解, 相应地, 纤维增强环氧树脂类的复合材料也不便于回收。 0006 目前对纤维增强复合材料的回收工艺大致有以下几种 : 1、 高温热降解 (Thermochimica Acta2007(454) :109-115) , 可以回收得到干净的。
35、填料和纤维, 但是需要 在高温的条件下进行, 对设备的要求高 ; 2、 流化床 (Applied surface science2008(254) : 2588-2593) 同样需要高温才能回收得到干净的纤维 ; 3、 超临界流体 (水 (Materials and design2010(31) : 999-1002) 、 醇 (Ind.eng.chem.res.2010(49) : 4535-4541)、 二 氧化碳 (CN102181071) 等)也都实现了对还氧树脂体系的降解, 但是都处于实验室阶 段, 离真正工业化还有很长的一段距离 ; 4、 利用硝酸 (Journal of appl。
36、ied polymer science,2004(95) : 1912-1916) 对环氧树脂进行降解, 回收得到表面干净的纤维, 但是硝酸 等强酸腐蚀性强, 对设备要求高, 操作安全性低, 回收成本高, 后处理较难。总的来说, 这些 方法不同程度有其局限性, 如存在纤维缩短、 性能退化、 环境污染、 回收成本高等缺点。因 此, 开发一种可降解的环氧树脂纤维增强复合材料迫在眉睫。 说 明 书 CN 103435504 A 9 2/14 页 10 发明内容 0007 针对现有技术存在的上述问题, 本申请人提供了一种可降解伯胺固化剂的制备方 法。 本方法得到的伯胺固化剂制备出来的环氧树脂以及纤维增。
37、强复合材料都具有良好的降 解性能, 对环境友好, 属于绿色环保材料。 0008 本发明的技术方案如下 : 0009 本发明提供了四种制备可降解伯胺固化剂的方法 : 0010 第一种 : 0011 一种可降解伯胺固化剂的制备方法, 所述伯胺固化剂按照下述反应方程式制备 : 0012 0013 其中 : 0014 R1 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 芳香基、 杂芳香基、 烷 杂烷基、 炔基、 亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的 一种 ; 0015 R2 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯。
38、基、 芳香基、 杂芳香基、 烷 杂烷基、 炔基、 亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的 一种 ; 0016 R1 和 R2 可以相同, 也可以不同 ; 0017 R1 和 R2 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构 中 ; 0018 R3 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷 撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷撑亚 烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃 基、 亚烯杂环烷撑基。
39、、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂环烷 亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃 杂环烯亚烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香 撑亚烯基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香 撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香。
40、撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 亚炔杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 1,4- 烷基取代哌嗪、 羰基和硫代羰基中的一种 ; 0019 R4 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷 撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷撑亚 烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃 基、 亚烯杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂环烷 说 明 书 CN 103435504 A 10 3/14 页 11 亚炔基、 环烯撑基、 。
41、亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃 杂环烯亚烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香 撑亚烯基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香 撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 亚炔杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 1,4- 烷基取代哌嗪。
42、、 羰基和硫代羰基中的一种 ; 0020 R3 和 R4 可以相同, 也可以不同 ; 0021 X1 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋 酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; 0022 X2 是氯原子、 溴原子、 碘原子、 甲磺酸酯基、 三氟甲磺酸酯基、 三氟醋酸酯、 三氯醋 酸酯、 对甲苯磺酸酯基中的一种 ; 0023 X1 和 X2 可以相同, 也可以不同。 0024 其具体的制备方法包括以下步骤 : 0025 (1) 将化合物 ii 投入到高压反应釜中, 开启搅拌, 加入化合物 i 和催化剂, 或者只 加入化合物 i, 不加催化剂 ; 化合。
43、物 i 与化合物 ii 的摩尔配比为 1:2 500, 加入化合物 i 的温度为 -15 200 ; 当化合物 i 的用量为 1 摩尔时, 催化剂的用量为 0 100 摩尔 ; 0026 (2) 在高压和搅拌下, 升温进行反应, 反应温度为 10 200, 反应时间为 2 240 小时, 压力为 2 200 大气压 ; 0027 (3) 浓缩步骤 (2) 所得反应液, 降温, 用碱的水溶液调节反应液的 pH 7 ; 0028 (4) 使用有机溶剂萃取步骤 (3) 中引入的水相, 合并有机相萃取液 ; 0029 (5) 步骤 (4) 所得的有机相萃取液经干燥、 过滤、 浓缩、 纯化, 得到可降解。
44、伯胺固化 剂。 0030 所述化合物 i 与化合物 ii 的摩尔配比为 1:15 80 ; 0031 所述化合物 i 与催化剂的摩尔配比为 1:2 30 ; 0032 所述加入化合物 i 的温度为 5 30 ; 0033 所述反应温度为 50 120 ; 0034 所述反应时间为 6 20 小时 ; 0035 所述压力为 30 100 大气压 ; 0036 所述用碱的水溶液调节反应液的 pH 值为 pH 10。 0037 所述催化剂为碳酸铵、 碳酸氢铵、 醋酸铵、 乌洛托品、 氯化铵、 溴化铵、 碘化铵、 氢氧 化铵、 硫酸铵、 硫酸氢铵、 亚硫酸铵、 亚硫酸氢铵、 硝酸铵、 磷酸铵、 磷酸氢。
45、二铵、 磷酸二氢铵、 甲酸铵、 丙酸铵、 三氟乙酸铵或苯甲酸铵中的一种 ; 0038 所述碱为氢氧化锂、 氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化钙、 碳酸钠、 碳酸氢钠、 碳酸钾、 碳 酸氢钾、 氨水中的至少一种 ; 0039 所述碱的水溶液质量浓度为 0.1 100% ; 0040 所述有机溶剂为氯仿、 二氯甲烷、 甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 丁醇、 异丁醇、 叔丁醇、 乙酸乙酯、 乙醚中的至少一种。 0041 第二种 : 说 明 书 CN 103435504 A 11 4/14 页 12 0042 一种可降解伯胺固化剂的制备方法, 所述伯胺固化剂按照下述反应方程式制备 : 0043 0044。
46、 其中 : 0045 R1 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 芳香基、 杂芳香基、 烷 杂烷基、 炔基、 亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的 一种 ; 0046 R2 是氢原子、 烷基、 环烷基、 杂环基、 杂环烷基、 烯基、 环烯基、 芳香基、 杂芳香基、 烷 杂烷基、 炔基、 亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基和亚烃杂亚炔基中的 一种 ; 0047 R1 和 R2 可以相同, 也可以不同 ; 0048 R1 和 R2 可以与共同相邻的碳原子在同一个环结构中, 也可以不在同一个环结构 中 ;。
47、 0049 R3 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷 撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷撑亚 烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃 基、 亚烯杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂环烷 亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃 杂环烯亚烃基、 亚烯杂环烯撑。
48、基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香 撑亚烯基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香 撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 亚炔杂芳香撑基、 亚炔杂芳香撑亚炔基、 1,4- 烷基取代哌嗪、 羰基和硫代羰基中的一种 ; 0050 R4 是亚烃基、 亚烃杂亚烃基、 亚烯基、 亚烯杂亚烯基、 亚烃杂亚烯基、 亚炔基、 环烷 撑基、 亚烃环烷撑基、 亚烃环烷撑亚烃基、 亚烯环烷撑基、 。
49、亚烯环烷撑亚烯基、 亚烃环烷撑亚 烯基、 亚炔环烷撑基、 亚炔环烷撑亚炔基、 杂环烷撑基、 亚烃杂环烷撑基、 亚烃杂环烷亚烃 基、 亚烯杂环烷撑基、 亚烯杂环烷亚烯基、 亚烃杂环烷亚烯基、 亚炔杂环烷撑基、 亚炔杂环烷 亚炔基、 环烯撑基、 亚烃环烯撑基、 亚烃环烯撑亚烃基、 亚烯环烯撑基、 亚烯环烯撑亚烯基、 亚烃环烯撑亚烯基、 亚炔环烯撑基、 亚炔环烯撑亚炔基、 杂环烯撑基、 亚烃杂环烯撑基、 亚烃 杂环烯亚烃基、 亚烯杂环烯撑基、 亚烯杂环烯亚烯基、 亚烃杂环烯亚烯基、 亚炔杂环烯撑基、 亚炔杂环烯亚炔基、 芳香撑基、 亚烃芳香撑基、 亚烃芳香撑亚烃基、 亚烯芳香撑基、 亚烯芳香 撑亚烯基、 亚烃芳香撑亚烯基、 亚炔芳香撑基、 亚炔芳香撑亚炔基、 杂芳香撑基、 亚烃杂芳香 撑基、 亚烃杂芳香撑亚烃基、 亚烯杂芳香撑基、 亚烯杂芳香撑亚烯基、 亚烃杂芳香撑亚烯基、 。