技术领域
本发明涉及基于环氧树脂的可固化组合物以及3(4)-(氨甲基)环己 烷-丙胺及1,4(5)-环辛烷二甲胺。
背景技术
环氧树脂是含有2或更多个环氧基团每分子的预聚物。此类树脂 能与多种固化剂起反应生成交联聚合物。有关该树脂和固化剂及其在 性能方面的应用的综述载于H.Schuhmann,《利用涂料的混凝土保护手 册》,Expert出版社1992,pp.396~428。
已知,用于固化环氧树脂,如基于双酚A二缩水甘油基醚的那些 环氧树脂,除了多种其它的胺固化剂之外,也可使用环脂族二胺,例 如,异佛尔酮二胺(IPD)。然而,与脂族胺相比,其相对较低的反应性 在应用中处于不利地位。
环脂族胺通常在室温下只能不完全地固化。为了获得足够的性 能,重要的是要达到尽可能高的固化程度。
脂族胺,例如,乙二胺、二亚乙基三胺和三亚乙基四胺,或者芳 脂族胺,例如,间二甲苯二胺,虽具有较高反应性但却存在缺点,例 如,特别是高蒸汽压或高变黄倾向。
因此,需要一种胺固化剂,它一方面具有环脂族固化剂的优点, 而另一方面又具有较高反应性。
发明内容
现已发现,在环氧树脂中使用3(4)-(氨甲基)环己烷-丙胺(C64-二胺) 和/或1,4(5)-环辛烷二甲胺(BAMCO)作为反应组分,不但可获得良好的 性能,同时又能达到很好的固化。
本发明涉及:一种可固化组合物,其主要包含
A)至少一种环氧树脂,
和
B)至少一种固化剂,其选自:
B1)3(4)-(氨甲基)环己烷-丙胺(C64-二胺),
或
B2)1,4(5)-环辛烷二甲胺(BAMCO);
及其应用。
胺B1)和B2)具有下式:
3(4)-(氨甲基)环己烷-丙胺(C64-二胺),B1
1,4(5)-环辛烷二甲胺(BAMCO),B2
它们可由4-乙烯基环己烯(C64-二胺)或1,5-环辛二烯(BAMCO)通 过羧甲基化,随后进行还原性胺化来制备,并由不同异构体的混合物 组成。
合适的环氧树脂组分A)原则上是所有能利用胺固化的环氧树脂。 该环氧树脂包括,例如,基于双酚A二缩水甘油基醚、双酚F二缩水 甘油基醚的多环氧化物或环脂族型的。然而,优选的是,使用基于双 酚A的环氧树脂和任选地基于双酚F的环氧树脂——也任选地使用其 混合物。树脂和固化剂优选以等当量数量使用。然而,偏离化学计量 比的也是可能。
该可固化组合物还可含有另外的胺固化剂,后者含有至少2或更 多个伯和/或仲氨基基团,例如是,亚甲基二苯胺、N-氨乙基哌嗪、异 佛尔酮二胺、间亚苯基双(甲基胺)、三甲基六亚甲基二胺、聚氧亚烷基 胺、聚氨基酰胺、胺与丙烯腈和曼尼期碱的反应产物。它们的用量介 于0.5~95wt%,优选10~90wt%,尤其优选50~80wt%,以所用的 胺为基准计。胺和环氧树脂一般以化学计量比实施固化。然而,在一 定范围内,偏离该比例是可能的,取决于固化剂的类型和用途。
除了含一个或多个环氧基团的树脂和一种或多种固化剂之外,视 相应应用领域而定,环氧树脂制剂还含有改性剂、反应加速剂、活性 稀释剂、溶剂和/或添加剂,例如,特别是,消泡剂、填料和/或颜料。
在纤维复合材料的情况下,该制剂另外含有相应的纤维和/或非织 造布。
特别合适的改性剂是诸如苄基醇、烷基酚或烃类树脂之类的化合 物。
反应加速剂包括,例如,有机酸,例如,乳酸和水杨酸,或者叔 胺的化合物,例如,三(二甲氨基甲基)苯酚和苄基二甲基胺。
合适的活性稀释剂,例如,是单-或多官能液态环氧化合物,例如, 2-乙基己基缩水甘油基醚、己二醇二缩水甘油基醚和三羟甲基丙烷二缩 水甘油基醚。
可使用的溶剂包括,例如,芳烃,例如,二甲苯,或醇,例如, 乙醇、丙醇或丁醇。
另外,还使用用于涂料的典型颜料和填料以及添加剂。
此类体系在不同温度实施固化,取决于预期用途。譬如,在用于 建筑化学和防腐保护领域时,固化大多在环境温度进行,而在,例如, 纤维复合材料的情况下,固化则在高温实施(即所谓的“热固化”)。
本发明还涉及可固化组合物在可在环境温度,优选0~35℃,尤其 优选在5~30℃固化的环氧化物体系中的应用。
本发明还涉及可固化组合物在实施热固化的环氧化物体系中的应 用,其中固化在50~180℃,优选80~180℃,尤其优选80~130℃实 施。
该可固化组合物尤其用于涂料,特别是在金属、矿物基材和塑料 上涂布,以及用于地板涂料、罩面漆、聚合物水泥、修补体系、锚固 材料、胶粘剂、纤维复合材料、铸封材料和浸渍剂。
下面的实例显示在各种不同体系中采用本发明产物的结果。
具体实施方式
实例
表1:室温固化 配方组分 C64二胺 BAMCO IPD 数量,g 固化组分 二胺C64 100 - - BAMCO - 100 - 异佛尔酮二胺 - - 100 苄基醇 30 30 30 树脂组分 环氧树脂数量,每100 g固化剂(基于双酚A 的标准树脂;例如, Epikote 828) 33 33 30 性能 评估 脆性 不脆/完全固 化 不脆/完全固 化 脆/不完全反 应
采用该反应性二胺C64二胺和BAMCO,获得一种不脆并且在室 温固化得较好的环氧化物体系。
表2:室温固化 配方组分 固化组分 C64二胺 80 _ BAMCO _ 80 异佛尔酮二胺 20 20 苄基醇 88 88 水杨酸 12 12 基于双酚A的标准树脂;例 如,Epikote 828 20 20 树脂组分 环氧树脂数量,每100g固 化剂(基于双酚A的标准树 脂;例如,Epikote 828) 55 55 性能 触干 <1日 <1日 耐热畸变 1日后 7日后 42℃ 52℃ 45℃ 55℃ 摆杆硬度 1日后 7日后 125 205 140 210
采用C64二胺和BAMCO,与其它胺,例如,IPD相混合,能制 成反应性非常强、不发粘的制剂,其具有好的性能。
表3:热固化 配方组分 固化组分 C64二胺 100 - - BAMCO - 100 - IPD - - 100 树脂组分 环氧树脂数量,每100g 固化剂(基于双酚A的标 准树脂;例如,Epikote 828) 23 23 23 固化后性能 50℃,1h+ 110℃,1h 耐热畸变 126℃ 131℃ 139℃ 吸水 100℃,28日后 4wt% 4wt% 4wt% 吸丙酮 23℃,28日后 6wt% 6wt% 16wt%
采用该C64二胺和BAMCO-环氧化物体系,能够达到与环脂族二 胺的情况一样优异的耐热畸变能力,但耐丙酮能力却得到了改善。