CN107849225A - 用于低排放的环氧树脂组合物的胺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式(I)的胺在用于环氧树脂的固化剂中的用途,一种包含式(I)的胺的用于环氧树脂的固化剂,以及由此获得的环氧树脂组合物,所述组合物尤其用作具有良好可加工性、快速固化、高硬度和高表面品质的低排放的室温固化的环氧树脂涂料。式(I)的胺没有气味并且在室温下也可以在不进行稀释的情况下良好地加工,并且能够以简单的工艺以高纯度来制备。

Description

用于低排放的环氧树脂组合物的胺
技术领域
本发明涉及胺、用于环氧树脂的固化剂、环氧树脂组合物、以及其应用(尤其作为涂层、覆层或刷抹料)的领域。
现有技术
适合于涂覆目的的环氧树脂组合物应具有尽可能低的粘度,以在环境温度下能够良好对其进行加工。另外,即使在湿冷条件下它们也应快速且无阻碍地固化,并且同时形成没有混浊、斑点或凹坑的平坦表面。最后,经固化的涂层应在具有低脆性的同时具有高硬度,以便尽可能好地承受机械负荷。对于光学要求较高的应用,例如地板的覆层,涂层另外在光影响下还应具有高光泽度和尽可能小的变黄倾向。
现有技术已知的用于环氧树脂组合物的固化剂典型地包含来自多胺与环氧化物(尤其与双酚液体树脂)的反应的反应产物(“加合物”)。此类加合物允许迅速的固化、但是粘度非常高,因此固化剂通常包含显著比例的非加成的低分子量的多胺和/或稀释剂,以便调节可加工的粘度。非加成的多胺典型地是气味浓烈的并且导致更多地出现雾浊效应(Blushing-Effekten)。“雾浊效应”是指在固化时出现的表面缺陷,如混浊、斑点、粗糙和粘性,所述表面缺陷由于胺与空气中二氧化碳(CO2)的成盐(“雾浊”)而导致并且特别是在高湿度和低温度下出现。稀释剂典型地减少了雾浊效应并且改进了涂层的表面品质和脆性,然而在固化时没有嵌入树脂基质中并且可能通过蒸发过程或扩散过程而释放。但是现今人们越来越期望在固化之后具有少量可释放物质的、排放少的产品。因为,对于低排放的环氧树脂组合物,只能以很少量使用或完全不使用稀释剂,例如苄醇。
除了稀释剂以外,多胺与环氧化物的已知加合物的高粘度和易雾浊性还可以通过在加成时以很大过量的量使用多胺并且将未加成的过量部分随后用分离方法去除来降低。去除通常用于加成的多胺(如IPDA、MXDA、DETA或TETA)是工艺上复杂的并且大多数情况下并不完全,并且此时获得的反应产物大多数情况下仍然是高粘度的和/或容易雾浊的,使得几乎无法放弃稀释剂。
现有技术已知所谓的水性环氧树脂涂料。所述水性环氧树脂涂料典型地由水性的或可用水稀释的固化剂以及水性的环氧树脂乳液形成,所述固化剂典型地包含多胺与环氧化物的经乳化的加合物。
水性的或可用水稀释的固化剂典型地具有在10至80重量%范围内的含水量。水性的环氧树脂产物大多数情况下是低粘度的并且少气味的,但是具有其他的缺点。它们在制备时比非水性的产物更昂贵且明显更复杂,只能在足够高的温度施加并且每次工作过程只能施加相对薄的层,并且在固化过程中和之后具有提高的水敏感性。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种低粘度且少气味的胺,以用在用于室温固化的环氧树脂组合物的固化剂中,所述胺能够实现具有良好可加工性和快速固化的低排放的环氧树脂涂料并且产生有高硬度和良好表面品质的涂层。
这个目的通过如权利要求1所述的式(I)的胺来实现。出人意料地,式(I)的胺的粘度是如此低,使得在室温下即使不稀释也可以良好地对其进行处理。出人意料地,式(I)的胺几乎不倾向于产生雾浊效应。所述胺可以以简单的过程以高纯度制备,并且来自此过程的反应产物是少气味的并且在室温下可以良好地流动并且具有很低含量的未反应二胺和不对应于式(I)的高分子量副产物。
与类似的、现有技术已知的基于IPDA、MXDA、DETA或TETA的加合物相比,式(I)的胺能够更简单地以高纯度制备、是低粘度的并且造成明显更少的雾浊效应。
式(I)的胺能够实现低排放的环氧树脂组合物,所述组合物能够良好地进行加工、迅速固化、形成具有高硬度和有着高光泽度的不发粘平坦表面的高品质塑料,并且出人意料地在光影响下几乎不变黄。
本发明的其他方面是其他独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方式是从属权利要求的主题。
具体实施方式
本发明的主题是式(I)的胺在用于环氧树脂的固化剂中的用途,
其中
m代表0至3,
X代表1,2-亚乙基或1,2-亚丙基,并且
Y代表单环或多环的芳族烃基。
用“聚/多”开头的物质名称,如多胺、多元醇或聚环氧化物表示的是在形式上每个分子包含两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。
“伯氨基”是指连接在有机基团上的NH2-基团,“仲氨基”是指连接在两个有机基团(也可以是环的共同部分)上的NH-基团。
“胺氢”是指伯胺和仲胺的氢原子。
“胺氢当量”是指相对于每个在固化剂或胺中存在的胺氢的固化剂或胺的重量比例。
“稀释剂”是指在环氧树脂中可溶的且降低其粘度的物质,所述物质在环氧树脂固化时没有共价地嵌入到树脂基质中。
术语“粘度”在本文中是指通过剪切应力与剪切速率(速度降低)之比来定义的动态粘度或剪切粘度,并且如在实施例中所述地来确定。
本文中化学式中的虚线均表示取代基与所属的分子残基之间的键。
“分子量”在本文中理解为分子的摩尔质量(以克每摩尔计算)。“平均分子量”是指分子的低聚物或聚合物混合物的数均值Mn,通常借助于凝胶渗透色谱法(GPC)针对作为标样的聚苯乙烯来确定。
“室温”是指23℃的温度。
优选m代表0或1或2,特别优选0或1、尤其0。这种胺能够实现特别低粘度的环氧树脂组合物。
式(I)的胺优选以工业混合物的形式存在,所述工业混合物主要由式(I)的胺组成,其中m代表0或1。
优选m代表平均小于0.2的值。
特别优选m代表平均在0至0.18、尤其0至0.15范围内的值。
固化剂优选是非水性固化剂。“非水性固化剂”在此是指包含小于5重量%、优选小于2重量%、尤其小于1重量%的水的固化剂。
优选X代表1,2-亚丙基。其甲基在此可以是相对于相邻的伯氨基在1位或2位。此类式(I)的胺能够实现具有特别低粘度和特别美观表面的环氧树脂产品。
优选Y代表具有6至25个、尤其6至18个C原子的芳族烃基。
特别优选Y代表选自由组成的组的芳族烃基,其中R代表氢基或甲基。
此类式(I)的胺是粘度特别低的、特别容易获得的且成本特别低廉的。
对于Y代表基团的情况,式(I)的胺尤其衍生自双酚A液体树脂、或双酚F液体树脂、或双酚A液体树脂和双酚F液体树脂的混合物,如可商购获得的那些。
优选式(I)的胺选自以下:
以及
这种式(I)的胺是粘度特别低的、特别容易获得的、成本特别低廉的且在常见的环氧树脂组合物中特别相容。
特别优选的是如下的式(I)的胺,其中m代表0至1、X代表1,2-亚丙基且Y代表式的基团。
优选m代表平均小于0.2的值。
特别优选m代表平均在0至0.18、尤其0至0.15范围内的值。
此类的胺是特别容易获得的且特别极少倾向于产生雾浊效应。
式(I)的胺优选由选自1,2-乙二胺和1,2-丙二胺的至少一种二胺与至少一种式(II)的二缩水甘油醚的反应获得。
式(I I)中m和Y具有已经提及的含义。
为了所述的用途,式(I)的胺优选以选自1,2-乙二胺和1,2-丙二胺的至少一种二胺与至少一种式(I I)的二缩水甘油醚的反应的反应产物的形式来使用。
优选作为用于所述反应的二胺的是1,2-丙二胺。
此类的反应产物是特别低粘度的且能够实现具有特别美观表面的环氧树脂产品。
适合用作式(I I)的二缩水甘油醚的是单环或多环的芳香族二缩水甘油醚,尤其是工业环氧树脂,尤其是如下这些的缩水甘油化产物:
-双酚A、双酚F或双酚A/F,其中A代表丙酮且F代表甲醛,它们用作用于制备这些双酚的反应物。在双酚F的情况下,还可以存在位置异构体,尤其衍生自2,4'-或2,2'-羟基苯基甲烷的。
-二羟基苯衍生物,如间苯二酚、对苯二酚或邻苯二酚;
-其他的双酚如双(4-羟基-3-甲苯基)甲烷,2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(双酚-C),双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)甲烷,2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基苯基)丁烷(双酚-B),3,3-双(4-羟基苯基)戊烷,3,4-双(4-羟基苯基)己烷,4,4-双(4-羟基苯基)庚烷,2,4-双(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷,2,4-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷,1,1-双(4-羟基苯基)-环己烷(双酚-Z),1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚-TMC),1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷,1,4-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯(双酚-P),1,3-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯(双酚-M),4,4'-二羟基联苯(DOD),双(2-羟基萘-1-基)甲烷,双(4-羟基萘-1-基)甲烷或者1,5-二羟基萘。
优选作为式(II)的二缩水甘油醚的是双酚-A-二缩水甘油醚,双酚-F-二缩水甘油醚,双酚-A/F-二缩水甘油醚,间苯二酚-二缩水甘油醚或者对苯二酚-二缩水甘油醚,尤其是可商购获得的工业品。
特别优选的是双酚-A-二缩水甘油醚,双酚-F-二缩水甘油醚或者双酚-A/F-二缩水甘油醚,尤其GY 240,GY 250,GY 281,GY 282,GY 285,PY 304或者PY720(全部来自Huntsman),或者330,331,332,336,351,352,354或者356(全部来自Dow)。
在反应时,伯氨基的数量与环氧基团的数量之间的比例优选在2.5:1至25:1、尤其4:1至15:1之间。
反应时的温度优选在40至120℃、尤其60至100℃的范围内。
过量的未反应的二胺在反应之后优选借助于蒸馏去除,尤其借助于真空中的薄层蒸馏或短程蒸馏去除。
来自此制备过程的反应产物,除了式(I)的胺之外还可能具有一定量的高分子副产物,尤其呈多次加合的二胺形式的,如在下式中对于m=0的情况所例示的。
以所述的方式制备的式(I)的胺具有特别低的高分子副产物含量并且其特别之处在于特别低的粘度和因此在根据本发明的用途中特别好的特性。
因此式(I)的胺优选以选自1,2-乙二胺和1,2-丙二胺的至少一种二胺与至少一种式(II)的二缩水甘油醚的反应的反应产物的形式来使用,其中伯氨基的数量与环氧基团的数量之间的比例至少为2.5:1,并且过量的二胺在反应之后以蒸馏方式去除。优选伯氨基的数量与环氧基团的数量之间的比例优选在2.5:1至25:1、尤其4:1至15:1之间。出人意料地,来自此制备过程的反应产物的粘度是如此低,使得在室温下即使不稀释也可以良好地对其进行处理。
优选所述反应产物基本上不含1,2-乙二胺和/或1,2-丙二胺。它包含尤其小于1重量%、优选小于0.5重量%、特别优选小于0.1重量%的1,2-乙二胺和/或1,2-丙二胺。
式(I)的胺被用在用于环氧树脂的固化剂中。固化剂在此本身单独地是存储稳定的;也就是说,固化剂可以在室温下在适合的容器中长时间(典型地在3至6个月期间或更久)保存,而不会由于存储而在相关方面改变其应用特性和使用特性并且因此不会损失其作为用于环氧树脂的固化剂的可用性。
在用于环氧树脂的固化剂中,式(I)的胺优选与另外的胺和/或促进剂组合使用。
本发明的另一个主题相应地是一种用于环氧树脂的固化剂,尤其一种非水性固化剂,所述固化剂包含至少一种式(I)的胺和至少一种另外的胺和/或至少一种促进剂。
所述另外的胺在此尤其不是1,2-乙二胺,不是1,2-丙二胺,不是式(I)的胺,不是m>3的式(I)的胺,和/或不是呈多次加合的二胺形式的高分子副产物。
此类固化剂具有特别低的粘度和/或针对环氧树脂特别高的反应性。
适合作为促进剂的是促进氨基与环氧基团之间的反应的物质,尤其酸或者可水解成酸的化合物,尤其有机羧酸如醋酸,苯甲酸,水杨酸,2-硝基苯甲酸,乳酸,有机磺酸如甲磺酸,对甲苯磺酸或4-十二烷基苯磺酸,磺酸酯,其他有机或者无机的酸如尤其磷酸,或者上述酸和酸酯的混合物;叔胺如尤其1,4-二-氮杂双环[2.2.2]辛烷,苄基二甲基胺,α-甲基苄基二甲基胺,三乙醇胺,二甲基-氨基丙基胺,咪唑如尤其N-甲基咪唑,N-乙烯基咪唑或者1,2-二甲基咪唑,此类叔胺的盐,季铵盐,如尤其苄基三甲基氯化铵,脒如尤其1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯,胍如尤其1,1,3,3-四甲基胍,酚,尤其双酚,酚树脂或者曼尼希碱如尤其2-(二-甲基氨基甲基)酚,2,4,6-三(二甲基氨基甲基)酚或者由酚、甲醛和N,N-二甲基-1,3-丙二胺形成的聚合物,亚磷酸酯如尤其二苯基亚磷酸酯或者三苯基亚磷酸酯,或者具有巯基的化合物。适合作为促进剂的是酸、叔胺或曼尼希碱。
大多数情况下优选的是水杨酸或2,4,6-三(二甲基氨基甲基)-酚或其组合。
适合作为其他胺的尤其是具有至少两个、尤其至少三个对于环氧基团有反应性的胺氢的多胺,尤其以下多胺:
-具有一个或两个仲氨基的多胺,尤其来自脂肪族伯多胺与醛或酮的还原烷基化的产物,尤其N-苄基-1,2-丙烷二胺,N,N'-二苄基-1,2-丙烷二胺,N-苄基-1,3-双(氨基甲基)苯,N,N'-二苄基-1,3-双(氨基甲基)苯,N-2-乙基己基-1,3-双(氨基-甲基)苯,N,N'-双(2-乙基己基)-1,3-双(氨基甲基)苯,或者部分地苯乙烯化的多胺例如苯乙烯化的MXDA(作为240从三菱气体化学公司可获得);
-脂肪族,环脂族或者芳基脂族的伯二胺,尤其2,2-二甲基-1,3-丙二胺,1,3-戊二胺(DAMP),1,5-戊二胺,1,5-二氨基-2-甲基戊烷(MPMD),2-丁基-2-乙基-1,5-戊二胺(C11-新二胺),1,6-己二胺,2,5-二甲基-1,6-己烷二胺,2,2(4),4-三甲基六亚甲基二胺(TMD),1,7-庚二胺,1,8-辛二胺,1,9-壬二胺,1,10-癸二胺,1,11-十一烷二胺,1,12-十二烷二胺,1,2-、1,3-或者1,4-二氨基环己烷,双(4-氨基环己基)甲烷(H12-MDA),双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷,双(4-氨基-3-乙基环己基)甲烷,双(4-氨基-3,5-二甲基环己基)甲烷,双(4-氨基-3-乙基-5-甲基环己基)甲烷,1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷(异佛尔酮二胺或者IPDA),2-或者4-甲基-1,3-二氨基环己烷或者其混合物,1,3-双(氨基甲基)环己烷,1,4-双(氨基甲基)环己烷,2,5(2,6)-双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷(NBDA),3(4),8(9)-双(氨基甲基)三环[5.2.1.02,6]癸烷,1,4-二氨基-2,2,6-三甲基环己烷(TMCDA),1,8-薄荷烷二胺,3,9-双(3-氨基丙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷,1,3-双(氨基甲基)苯(MXDA)或者1,4-双(氨基甲基)苯;
-含醚基团的脂肪族伯二胺或者三胺,尤其双(2-氨基乙基)醚,3,6-二氧杂辛烷-1,8-二胺,4,7-二氧杂癸烷-1,10-二胺,4,7-二氧杂癸烷-2,9-二胺,4,9-二氧杂十二烷-1,12-二胺,5,8-二氧杂十二烷-3,10-二胺,4,7,10-三氧杂十三烷-1,13-二胺或者这些二胺的更高级低聚体,双(3-氨基丙基)聚四氢呋喃或者其他聚四氢呋喃二胺,来自1,4-二羟甲基环己烷的丙氧基化和后续的胺化的环脂族含醚基的二胺,尤其作为RFD-27O(来自Huntsman)可获得的,或者聚氧亚烷基二胺或者聚氧亚烷基三胺,它们典型地是来自聚氧亚烷基二醇或聚氧亚烷基三醇的胺化的产物并且例如可以名称(来自Huntsman)、以名称Polyetheramine(来自BASF)或者以名称PC(来自Ni troi l)获得。尤其适合的聚氧烷基二胺或聚氧烷基三胺是D-230、D-400、D-2000、EDR-104、EDR-148、EDR-176、T-403、T-3000、T-5000或者来自BASF或者Nitroil的对应的胺。
-具有仲氨基的带有两个脂肪族伯氨基的多胺,如尤其是3-(2-氨基乙基)氨基丙基胺,双(六亚甲基)三胺(BHMT),二亚乙基三胺(DETA),三亚乙基四胺(TETA),四亚乙基五胺(TEPA),五亚乙基六胺(PEHA)或者直链聚亚乙基胺的高级同系物如带有5至7个亚乙基胺单元的聚亚乙基多胺(所谓的“更高级亚乙基多胺,HEPA),来自伯二胺和具有至少两个伯氨基的多胺的多次氰乙基化或者氰丁基化并随后氢化的产物,如二亚丙基三胺(DPTA),N-(2-氨基乙基)-1,3-丙烷二胺(N3-胺),N,N'-双(3-氨基丙基)乙二胺(N4-胺),N,N'-双(3-氨基丙基)-1,4-二氨基丁烷,N5-(3-氨基丙基)-2-甲基-1,5-戊二胺,N3-(3-氨基戊基)-1,3-戊二胺,N5-(3-氨基-1-乙基丙基)-2-甲基-1,5-戊二胺或者N,N'-双(3-氨基-1-乙基丙基)-2-甲基-1,5-戊二胺;
-脂肪族、环脂族或者芳基脂族的伯三胺,尤其4-氨基甲基-1,8-辛二胺,1,3,5-三(氨基甲基)苯,1,3,5-三(氨基甲基)环己烷,三(2-氨基乙基)胺,三(2-氨基-丙基)胺或者三(3-氨基丙基)胺;
-芳族多胺,如尤其是m-和p-亚苯基二胺,4,4'-、2,4'和/或2,2'-二氨基二苯基甲烷,3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(MOCA),2,4-和/或者2,6-甲代亚苯基二胺,3,5-二甲基硫代-2,4-和-2,6-甲代亚苯基二胺的混合物(作为300从Albermar le可获得),3,5-二乙基-2,4-和-2,6-甲代亚苯基二胺(DETDA)的混合物,3,3',5,5'-四乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷(M-DEA),3,3',5,5'-四乙基-2,2'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷(M-CDEA),3,3'-二异丙基-5,5'-二甲基-4,4'-二氨基二苯基甲烷(M-MIPA),3,3',5,5'-四异丙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷(M-DIPA),4,4'-二氨基二苯基砜(DDS),4-氨基-N-(4-氨基苯基)苯磺酰胺,5,5'-亚甲基二氨基苯甲酸,二甲基-(5,5'-亚甲基二氨基苯甲酸酯),1,3-亚丙基-双(4-氨基苯甲酸酯),1,4-亚丁基-双(4-氨基苯甲酸酯),聚四亚甲基氧-双(4-氨基苯甲酸酯)(作为从Air Products公司可获得),1,2-双(2-氨基苯基硫代)乙烷,2-甲基丙基-(4-氯-3,5-二氨基苯甲酸酯)或者叔丁基-(4-氯-3,5-二氨基苯甲酸酯);
-多酰胺基胺,尤其来自一元或多元羧酸、或其酯或酸酐(尤其二聚脂肪酸)与化学计量比过量使用的脂肪族、环脂族或者芳族多胺(尤其是多亚烷基胺例如DETA或者TETA)的反应产物,尤其可商购获得的多酰胺基胺100、125、140或150(来自Cognis),223、250或848(来自Huntsman),3607或者530(来自Huntsman)或者EH 651、EH 654、EH 655、EH 661或EH 663(来自Cytec);
-酚醛胺(Phenalkamine),也称为曼尼希碱,尤其是来自苯酚、尤其腰果酚与醛、尤其甲醛的曼尼希反应的反应产物,尤其可商购获得的酚醛胺NC-541、NC-557、NC-558、NC-566、Li te 2001、Li te 2002、NX-4943、NX-5607或NX-5608(来自Cardol ite),3440、3441、3442或3460(来自Huntsman)或者EH 614、EH 621、EH 624、EH 628或EH 629(来自Cytec);
-1,2-乙二胺或1,2-丙二胺与具有环氧基团的反应性稀释剂的加合物,尤其酚的单缩水甘油醚,脂肪族或环脂族醇的单或二缩水甘油醚,二醇或甘醇,尤其苯基缩水甘油醚,甲苯基缩水甘油醚,愈创木酚缩水甘油醚,4-甲氧基苯基缩水甘油醚,4-正丁基-苯基缩水甘油醚,4-叔丁基-苯基缩水甘油醚,4-壬基苯基缩水甘油醚,4-十二烷基苯基缩水甘油醚,腰果酚缩水甘油醚,苄基缩水甘油醚,烯丙基缩水甘油醚,丁基缩水甘油醚,己基缩水甘油醚,2-乙基己基缩水甘油醚,脂肪醇缩水甘油醚如尤其C8-至C10-烷基缩水甘油醚或者C12-至C14-烷基缩水甘油醚,1,4-丁烷二醇二缩水甘油醚,1,6-己烷二醇二缩水甘油醚,1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚或者聚乙二醇或者聚丙二醇的二缩水甘油醚;
-以及来自先前描述的式(I)的胺的制备过程的高分子副产物,尤其是呈多次加合的二胺的形式的,如先前所述。
作为另外的胺优选的是具有一个或两个仲氨基的多胺,尤其N-苄基-1,2-丙二胺,N-苄基-1,3-双-(氨基甲基)苯,N-2-乙基己基-1,3-双(氨基甲基)苯或者苯乙烯化的MXDA。此类胺产生了特别低粘度的固化剂,所述固化剂能够实现具有特别高的固化速度和美观的表面的环氧树脂组合物。
作为另外的胺还优选伯二胺,尤其MPMD,TMD,H12-MDA,IPDA,2-或4-甲基-1,3-二氨基环己烷或者其混合物,1,3-双(氨基甲基)环己烷,1,4-双(氨基甲基)-环己烷,NBDA或者MXDA。此类胺产生了特别低粘度的固化剂。
作为另外的胺还优选的是含醚基的脂族伯二胺或三胺,尤其具有在200至500g/mol范围内的平均分子量的聚氧亚烷基二胺或三胺,尤其D-230或T-403(都来自Huntsman),或者来自1,4-二羟甲基环己烷的丙氧基化和后续的胺化的环脂肪族的含醚基团的二胺,尤其RFD-270(来自Huntsman)。此类胺产生了特别低粘度的固化剂。
作为另外的胺还优选的是1,2-乙二胺或1,2-丙二胺与具有环氧基团的反应性稀释剂、尤其与甲苯基缩水甘油醚或者C12-至C14-烷基缩水甘油醚或1,4-丁二醇二缩水甘油醚或16-己二醇二缩水甘油醚的加合物。
作为另外的胺非常特别优选的是N-苄基-1,2-丙二胺。这种胺产生非常特别低粘度的固化剂,所述固化剂能够实现具有快速固化和美观表面的可特别良好加工的环氧树脂产物。
本发明的固化剂优选包含1至80重量%、优选2至70重量%、特别优选5至60重量%、尤其10至50重量%的式(I)的胺。此类固化剂的特别之处在于低粘度且能够实现具有高固化速度、高硬度和美观表面的环氧树脂涂层。
用于环氧树脂的特别优选的固化剂包含:
-至少一种式(I)的胺,
-N-苄基-1,2-丙二胺,以及
-任选地至少一种另外的胺和/或促进剂。
在此,式(I)的胺、N-苄基-1,2-丙二胺以及所述另外的胺以如下的量存在,使得所述固化剂的所有胺氢中
5至60%源自式(I)的胺,
20至80%源自N-苄基-1,2-丙二胺,并且
0至40%源自至少一种另外的胺。
此类的固化剂具有低粘度并且特别快速地固化且基本上没有雾浊效应地固化成具有高光泽度和高硬度的经固化的膜。
所述固化剂优选基本上不含具有低于120g/mol、尤其低于150g/mol的分子量的胺。所述固化剂优选包含小于2重量%、尤其小于1重量%的具有低于120g/mol、尤其低于150g/mol的分子量的胺。
此类固化剂是在毒理学上和气味方面特别有利的并且能够实现具有特别美观表面的低排放涂层。
所述固化剂还可以包含至少一种稀释剂,尤其二甲苯,2-甲氧基乙醇,二甲氧基乙醇,2-乙氧基乙醇,2-丙氧基-乙醇,2-异丙氧基乙醇,2-丁氧基乙醇,2-苯氧基乙醇,2-苄氧基乙醇,苄基醇,乙二醇,乙二醇二甲基醚,乙二醇二乙基醚,乙二醇二丁基醚,乙二醇二苯基醚,二乙二醇,二乙二醇-单甲基醚,二乙二醇-单乙基-醚,二乙二醇-单正丁基醚,二乙二醇二甲基醚,二乙二醇二乙基醚,二乙二醇二正丁基醚,丙二醇丁基醚,丙二醇苯基醚,二丙二醇,二丙二醇-单甲基醚,二丙二醇二甲基醚,二丙二醇二正丁基醚,N-甲基吡咯烷酮,二苯基甲烷,二异丙基萘,石油馏分例如类(来自Exxon),烷基酚如叔丁基酚,壬基酚,十二烷基酚和8,11,14-十五烷三烯基酚(腰果酚,来自腰果壳油,例如作为CardoliteNC-700从美国Cardolite Corp.可获得的),苯乙烯化的酚,双酚,芳族烃树脂,尤其含酚基团的类型,烷氧基化的酚,尤其乙氧基化的或者丙氧基化的酚,尤其2-苯氧基乙醇,己二酸酯,癸二酸酯,邻苯二甲酸酯,苯甲酸酯,有机磷酸酯或磺酸酯或磺酰胺。优选的是苄基醇、十二烷基酚、叔丁基酚、苯乙烯化的酚、乙氧基化的酚或含酚基团的芳族烃树脂,尤其类LS 500,LX 200,LA 300或LA 700(来自Rütgers)。
优选所述固化剂不包含或仅包含很少的稀释剂含量。优选所述固化剂包含最多5重量%的稀释剂。
所述固化剂还可以包含其他针对环氧基团有反应性的物质,例如单胺如己基胺或苄基胺,或者具有巯基的化合物,尤其如下这些:
-液态的硫醇封端的多硫化物聚合物,以商标名已知的(来自MortonThiokol;例如从SPI Supplies或从Toray Fine Chemicals可获得),尤其是类型LP-3、LP-33,LP-980,LP-23,LP-55,LP-56,LP-12、LP-31、LP-32或LP-2;以及还以商标名已知的(来自Akzo Nobel),尤其类型G 10、G 112、G 131、G 1、G 12、G 21、G22、G 44或G 4;
-硫醇封端的聚氧亚烷基醚,例如通过聚氧亚烷基二醇或三醇与环氧氯丙烷或与环氧烷、之后与硫氢化钠的反应可获得的;
-呈聚氧亚烷基衍生物形式的硫醇封端的化合物,以商标名(来自Cognis)已知的,尤其类型WR-8、LOF或3-800;
-硫代羧酸的聚酯,例如季戊四醇四巯基乙酸酯,三羟甲基丙烷三巯基乙酸酯,甘醇二巯基乙酸酯,季戊四醇四-(3-巯基丙酸酯),三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)或甘醇二-(3-巯基丙酸酯),或者聚氧亚烷基二醇或三醇、乙氧基化的三羟甲基丙烷或者聚酯-二醇与硫代羧酸如巯基乙酸或2-或3-巯基丙酸的酯化产物;或者
-其他的具有巯基的化合物,如尤其是2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪,2,2'-(亚乙基二氧)-二乙烷硫醇(三乙二醇-二硫醇)或乙烷二硫醇。
本发明的另一个主题是一种环氧树脂组合物,包括
-包含至少一种环氧树脂的树脂组分以及
-包含至少一种如上文所述的式(I)的胺的固化剂组分。
在此所述树脂成分和固化剂成分典型地存在于彼此分离的容器中并且在施用之前才彼此混合,使得其反应基团彼此接触并且固化所述组合物。
优选地,所述固化剂组分是非水性的并且包含优选小于5重量%、特别优选小于2重量%、尤其小于1重量%的水。
优选所述固化剂组分包含如下固化剂:其包含至少一种式(I)的胺和至少一种另外的胺和/或至少一种促进剂,如上文所述。
适合作为环氧树脂的是常见的工业环氧树脂。所述工业环氧树脂以已知的方式获得,例如来自相应的烯烃的氧化或来自环氧氯丙烷与相应多元醇、多酚或胺的反应。
特别适合作为环氧树脂的是所谓的聚环氧化物-液体树脂,以下称为“液体树脂”。所述液体树脂具有低于25℃的玻璃化转变温度。
同样可作为环氧树脂的是所谓的固体树脂,所述固体树脂具有高于25℃的玻璃化转变温度并且能够粉碎成在25℃下可倾倒的粉末。
适合的环氧树脂尤其是芳族的环氧树脂,尤其以下这些的缩水甘油化产物:
-双酚A、双酚F或双酚A/F,其中A代表丙酮且F代表甲醛,它们用作用于制备这些双酚的反应物。在双酚F的情况下,还可以存在位置异构体,尤其衍生自2,4'-或2,2'-羟基苯基甲烷的。
-二羟基苯衍生物,如间苯二酚、对苯二酚或邻苯二酚;
-其他的双酚或多酚如双(4-羟基-3-甲苯基)甲烷,2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷(双酚-C),双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)甲烷,2,2-双(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烷,2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷,2,2-双(4-羟基苯基)丁烷(双酚-B),3,3-双(4-羟基苯基)戊烷,3,4-双(4-羟基苯基)己烷,4,4-双(4-羟基苯基)庚烷,2,4-双(4-羟基苯基)-2-甲基丁烷,2,4-双(3,5-二甲基-4-羟苯基)-2-甲基丁烷,1,1-双(4-羟基苯基)-环己烷(双酚-Z),1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基环己烷(双酚-TMC),1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷,1,4-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯(双酚-P),1,3-双[2-(4-羟基苯基)-2-丙基]苯(双酚-M),4,4'-二羟基联苯(DOD),4,4'-二羟基苯甲酮,双(2-羟基萘-1-基)甲烷,双(4-羟基萘-1-基)甲烷,1,5-二羟基萘,三(4-羟基苯基)甲烷,1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷,双(4-羟基苯基)醚或双(4-羟基苯基)砜;
-在酸性条件下获得的酚与甲醛的缩合产物,如酚醛线性清漆或甲酚线性清漆,还有双酚-F线性清漆;
-芳族胺,例如苯胺,甲苯胺,4-氨基酚,4,4'-亚甲基二苯基二胺,4,4'-亚甲基二苯基二-(N-甲基)胺,4,4'-[1,4-亚苯基-双(1-甲基乙叉)]双苯胺(双苯胺-P)或者4,4'-[1,3-亚苯基-双(1-甲基乙叉)]双苯胺(双苯胺-M)。
其他适合的环氧树脂是脂肪族或环脂族的聚环氧化物,尤其是
-饱和或者不饱和、分支或无分支的、环状或开链的二、三或者四官能的C2-至C30-醇的缩水甘油醚,尤其乙二醇,丙二醇,丁二醇,己二醇,辛二醇,聚丙二醇,二羟甲基环己烷,新戊二醇,二溴代新戊二醇,蓖麻油,三羟甲基丙烷,三羟甲基乙烷,季戊四醇,山梨醇或甘油,或者烷氧基化的甘油或者烷氧基化的三羟甲基丙烷;
-氢化的双酚-A-、-F-或-A/F-液体树脂,或者氢化的双酚-A、-F或-A/F的缩水甘油化产物;
-酰胺或杂环含氮碱的N-缩水甘油基衍生物,如三缩水甘油基氰脲酸酯或三缩水甘油基异氰酸酯,或者环氧氯丙烷与乙内酰脲的反应产物。
-来自烯烃的氧化的环氧树脂,如尤其是乙烯基环己烯,二环戊二烯,环己二烯,环十二烷二烯,环十二烷三烯,异戊二烯,1,5-己二烯,丁二烯,聚丁二烯或二乙烯基苯。
作为在树脂组分中的环氧树脂的优选的是基于双酚的液体树脂,尤其双酚-A、双酚-F或双酚-A/F的二缩水甘油醚例如从Dow、Huntsman或者Moment ive可商购获得的那些。这些液体树脂具有对于环氧树脂而言的低粘度并且在经固化的状态下具有作为涂层的良好特性。它们可能包含一定比例的双酚A固体树脂或双酚F线性清漆。
树脂组分可以包含反应性稀释剂,尤其是具有至少一个环氧基团的反应性稀释剂。适合作为反应性稀释剂的尤其是一元或多元酚或脂肪族或环脂族醇的缩水甘油醚,如尤其是已经提及的二元醇或多元醇的聚缩水甘油醚,或者还有苯基缩水甘油醚,甲苯基缩水甘油醚,苄基缩水甘油醚,p-正丁基苯基缩水甘油醚,p-叔丁基苯基缩水甘油醚,壬基苯基缩水甘油醚,烯丙基缩水甘油醚,丁基缩水甘油醚,己基缩水甘油醚,2-乙基己基缩水甘油醚,或者天然醇的缩水甘油醚如尤其C8-至C10-烷基缩水甘油醚或者C12-至C14-烷基缩水甘油醚。
将反应性稀释剂添加到环氧树脂中实现了粘度的降低和/或玻璃化转变温度和/或机械值的降低。
任选地,所述环氧树脂组合物还包含如下组分,尤其在环氧树脂组合物中通常使用的助剂和添加剂,例如以下这些:
-溶剂、稀释剂、成膜助剂或增量剂,如尤其是已经提及的稀释剂;
-反应性稀释剂,尤其是具有环氧基团的反应性稀释剂,如先前提及的那些,环氧化的豆油或者亚麻油,具有乙酰乙酸酯基团的化合物,尤其乙酰乙酸化的多元醇,丁内酯,碳酸酯,醛,以及还有异氰酸酯或者具有反应性基团的硅酮;
-聚合物,尤其聚酰胺,多硫化物,聚乙烯醇缩甲醛(PVF),聚乙烯醇缩丁醛(PVB),聚氨酯(PUR),具有羰基的聚合物,聚酰胺,丁二烯-丙烯腈-共聚物,苯乙烯-丙烯腈-共聚物,丁二烯-苯乙烯-共聚物,不饱和单体的均聚物或共聚物,尤其来自包括以下各项的组:乙烯,丙烯,丁烯,异丁烯,异戊二烯,乙酸乙烯酯或者(甲基)丙烯酸烷基酯,尤其氯磺化的聚乙烯或者含氟的聚合物,磺酰胺改性的三聚氰胺或者纯化的褐煤蜡;
-无机或有机填料,尤其研磨的或沉淀的且任选用脂肪酸、尤其硬脂酸酯涂覆的碳酸钙,重晶石,滑石,石英粉,石英砂,铁云母,白云石,硅灰石,高岭石,云母(硅酸铝钾),分子筛,氧化铝,氢氧化铝,氢氧化镁,二氧化硅,水泥,石膏,飞灰,炭黑,石墨,金属粉末如铝、铜、铁、锌、银或钢,PVC粉末或空心球体;
-纤维,尤其玻璃纤维,碳纤维,金属纤维,陶瓷纤维或塑料纤维如聚酰胺纤维或聚乙烯纤维;
-颜料,尤其二氧化钛和/或氧化铁;
-上述促进剂;
-流变改性剂,尤其增稠剂或抗沉降剂;
-粘附改进剂,尤其有机烷氧基硅烷;
-抗氧化、热、光或UV辐射的稳定剂;
-阻燃物质,尤其氢氧化铝(ATH),氢氧化镁(MDH),三氧化二锑,五氧化二锑,硼酸(B(OH)3),硼酸锌,磷酸锌,硼酸三聚氰胺,三聚氰胺氰脲酸酯,多磷酸铵,磷酸三聚氰胺,焦磷酸三聚氰胺,多溴化的二苯基氧或者二苯基醚,磷酸酯如尤其二苯基甲苯基磷酸酯,间苯二酚-双(二苯基磷酸酯),间苯二酚二磷酸酯低聚物,四苯基间苯二酚二亚磷酸酯,乙二胺二磷酸酯或者双酚-A-双(二苯基磷酸酯),三(氯乙基)磷酸酯,三(氯丙基)磷酸酯或三(二氯代异丙基)磷酸酯,三[3-溴-2,2-双-(溴代甲基)丙基]磷酸酯,四溴代-双酚-A,双酚A的双(2,3-二溴-丙基醚),溴化的环氧树脂,亚乙基-双(四溴邻苯二甲酰亚胺),亚乙基-双(二溴降莰烷二甲酰亚胺),1,2-双(三溴代苯氧基)乙烷,三(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯,三溴苯酚,六溴环十二烷,双(六氯环戊二烯基)环辛烷或者氯代石蜡;
-表面活性物质,尤其润湿剂、流平剂、除气剂或消泡剂;
-杀生物剂,例如杀藻剂、杀真菌剂或抑制菌类生长的物质。
所述环氧树脂组合物优选包含另外的助剂和添加剂,尤其润湿剂、流平剂、消泡剂、稳定剂、颜料和/或促进剂,尤其水杨酸和/或2,4,6-三(二甲基氨基甲基)酚。
所述环氧树脂组合物优选不包含或仅包含很少量的稀释剂,优选最大5重量%、尤其最大2重量%。
在环氧树脂组合物中,对环氧基团有反应性的基团的数量与环氧基团的数量之比优选在0.5至1.5、尤其0.7至1.2的范围内。
在混合树脂组分和固化剂组分时,在环氧树脂组合物中存在的胺氢和任选存在的对环氧基团有反应性的另外的基团与环氧基团在开环的情况下反应(加成反应)。这个反应的结果是,组合物聚合并最终固化。本领域技术人员已知的是,伯氨基对环氧基团而言是双官能的并因此一个伯氨基计为两个对环氧基团有反应性的基团。
环氧树脂组合物的这两种组分分别存放在适合的容器中。环氧树脂组合物的其他成分可以作为树脂组分或固化剂组分的成分存在,其中对环氧基团有反应性的其他成分优选是固化剂组分的成分。适合的用于存放树脂组分或固化剂组分的容器尤其是桶、提桶、袋、筒、罐、料盒或管。所述组分是能够储存的,即它们可以在使用前保存数月至一年或更长时间,而在其相应的特性方面不会在与其使用有关的程度上发生改变。为了应用所述环氧树脂组合物,将树脂组分和固化剂组分在施用之前不久或施用过程中彼此混合。这两种组分之间的混合比优选如下选择,使得固化剂组分的对环氧基团有反应性的基团处于与树脂组分的环氧基团的适合比率,如上文所描述的那样。以重量份计,树脂组分与固化剂组分之间的混合比通常在1:10至10:1的范围内。
这两种组分的混合借助于适合的方法来进行;可以连续或分批地进行。如果在施用之前进行混合,则必须注意的是,在组分的混合与施用之间不要经过太长时间,因为这可能导致问题,例如延缓或不完全地构建基底上的粘附。混合尤其在环境温度进行,这典型地在约5至50℃的范围内、优选在约10至30℃。
通过这两种组分的混合,通过化学反应开始固化,如上文所述。固化尤其在环境温度进行。固化典型地持续数天至数周,直到在给定条件下基本上结束。持续时间尤其取决于温度、成分的反应性及其化学计量比以及促进剂的存在与否。
因此,本发明的另一个主题还有一种经固化的组合物,所述组合物从如上所述的环氧树脂组合物的固化获得。
所述环氧树脂组合物的施用在至少一个基底上进行,其中特别适合的是以下这些:
-玻璃,玻璃陶瓷,混凝土,砂浆,砖,瓦,石膏或天然石材如花岗石或大理石;
-金属或合金如铝、铁、钢或有色金属,或者表面精整的金属或合金,如镀锌或镀铬的金属;
-皮革、织物、纸类、木材、与树脂(例如酚树脂、三聚氰胺树脂或环氧树脂)结合的木材,树脂-织物复合材料或其他所谓的聚合物复合材料;
-塑料,尤其硬或软的PVC、ABS、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚酯、PMMA、环氧树脂、PUR、POM、PO、PE、PP、EPM或EPDM,其中塑料任选地借助于等离子体、电晕或火焰进行表面处理;
-纤维增强的塑料,如碳纤维增强的塑料(CFK)、玻璃纤维增强的塑料(GFK)或片状模塑复合材料(SMC);
-涂覆的基材,如粉末涂层的金属或合金;
-色漆或清漆。
基材可以在需要的情况下在施用环氧树脂组合物之前进行预处理。这种预处理包括特别是物理和/或化学清洁方法,例如打磨、喷砂、喷丸、梳理和/或吹扫,以及用清洁剂或溶剂进行其它处理,或施用增粘剂、增粘剂溶液或底漆。
所述环氧树脂组合物可以有利地用作纤维复合材料(复合物)(例如特别是CFK或GFK)的纤维复合基质,或者作为浇铸材料、密封剂、粘合剂、覆面、涂料、刷抹料、漆、密封料、底涂剂或底漆。
其特别可用作浇铸料,例如用作电浇铸料,或用作粘合剂,特别是用作车身粘合剂、夹心元件粘合剂、用于风力发电站的转子叶片的轴瓦粘合剂、桥接元件粘合剂或锚固粘合剂。
其特别还可用作建筑应用和工业应用的覆面、涂料、刷抹料、漆、密封料、底涂剂或底漆,特别是用作室内(例如办公室、工业车间、健身房或冷藏室)或室外(用于阳台、露台、屋顶停车场、桥梁或屋顶)的地板覆面或地板涂料,用作混凝土、水泥、金属、塑料或木材的保护涂料,例如用于木材结构、车辆、装料区、水槽、筒仓、竖井、管道、管线、机器或钢制结构,例如船舶、码头、海上平台、水闸、水力发电机、水利工程、游泳池、风力发电站、桥梁、烟囱、起吊设备或板桩墙的表面密封。
其还特别可用作预涂剂、粘附刷涂剂、防腐蚀底漆或用于使表面疏水化。
特别地,当其用作涂料、覆面或刷抹料时,可以在完全或部分固化的环氧树脂组合物上施用另一涂料、另一覆面或另一刷抹料,其中所述另一层同样可以是环氧树脂组合物,但是也可以是其它材料,特别是聚氨酯涂料或聚脲涂料。
特别有利地,所述环氧树脂组合物用作涂料。
本发明的另一个主题相应地是包含如上文所述的环氧树脂组合物的涂料。
涂料被理解为如上所述的所有类型的平面施加的覆层,特别是刷抹料、漆、密封料、底涂剂或底漆,或地板覆面或保护涂料,特别是用于防重度腐蚀的那些。
特别有利地,所述环氧树脂组合物用于具有环境认证标准(例如Emicode(EC1Plus)、AgBB、DIBt、Der Blaue Engel、AFSSET、RTS(M1)和美国绿色建筑协会(LEED))的低排放涂料。
作为涂料,将环氧树脂组合物有利地用于涂布方法中,其中所述环氧树脂组合物具有液体稠度和低粘度及良好的流平性能,并且特别可以作为自流平涂料或触变涂料在基本平坦的表面上施用或者作为刷抹料施用。在紧接着混合树脂组分和固化剂组分之后施用的情况下,环氧树脂组合物优选具有在20℃下测得的在300至4000mPa·s范围内、优选在300至2000mPa·s范围内,尤其优选在300至1500mPa·s范围内的粘度。通常在环境温度下,在操作时间内将经混合的组合物以层厚度通常为约50μm至约5mm的薄膜的形式平面地施用至基材。特别通过浇注至待涂布的基材上然后例如借助于刮刀或抹刀均匀分布从而进行施涂。也可以通过刷子或辊子进行施用或者以喷涂形式进行施用,例如作为钢材上的防腐蚀涂层。
在固化中通常形成具有高硬度的基本清澈有光泽且无粘性的膜,所述膜对于不同基材具有良好粘附性。
从应用所述环氧树脂组合物得到包括来自所述环氧树脂组合物的固化的经固化组合物。所述经固化的组合物在此尤其呈涂层的形式。
所述的环氧树脂组合物的特别之处在于有利的特性。所述环氧树脂组合物是低粘度的且少气味的并且快速且基本上没有雾浊效应地进行固化,甚至使用很少比例的稀释剂或完全不使用稀释剂,并且尤其还不使用易挥发的、气味浓烈的胺类。在作为涂层平面应用时,形成澄清、非粘性的具有高硬度和高表面品质的膜,所述膜在光影响下几乎不变黄。通过所述的环氧树脂组合物可以获得尤其低排放的环氧树脂产品,所述产品满足对于许多环保认证标准的要求并且同时满足在工作安全性、加工和使用特性方面的高要求。
本发明的另一个主题是一种式(I)的胺,其中
m表示0至1,
X表示1,2-亚丙基,并且
Y表示式的基团,其中R代表氢基或甲基。
优选m表示平均小于0.2的值。
特别优选m表示平均在0至0.18、尤其0至0.15范围内的值。
这种胺非常特别适合于在用于环氧树脂的固化剂中的应用,如上文所述那样。
它具有已经提及的有利特性。
实施例
下文详述实施例,所述实施例应进一步详细解释所描述的本发明。当然,本发明并不限于所描述的这些实施例。
“AHEW”代表胺氢-当量。
“EEW”代表环氧化物-当量。
“标准气候”是23±1℃以及50±5%的相对湿度。“NK”代表“标准气候”。
测量方法说明:
在Perkin-Elmer的配备有具有ZnSe-晶体的水平ATR-测量单元的FT-IR设备1600上以未稀释膜的形式测量红外光谱(FT-IR);吸收谱带以波数(cm-1)表示(测量窗口:4000-650cm-1)。
在恒温锥板式粘度计Rheotec RC30(锥直径50mm,锥角1°,锥头至板的距离0.05mm,剪切速度10s-1)上测量高粘度样品的粘度。
通过滴定确定胺值(使用乙酸中的0.1N HClO4,以结晶紫为指示剂)。
所使用的物质:
GY 250:双酚-A-二缩水甘油醚,EEW约187.5g/Eq(来自Huntsman)
DY-E:C12-至C14-醇的单缩水甘油醚,EEW约290g/Eq(来自Huntsman)
RDGE-H:间苯二酚-二缩水甘油醚,EEW约118.5g/Eq(来自EmeraldPerformance Mater ials)
N-苄基-1,2-丙二胺:反应混合物,如下文所述地制备,AHEW约54.75g/Eq
N-苄基-1,2-丙二胺:
在圆形烧瓶中在氮气氛中在室温下预置444.8g(6mol)的1,2-丙二胺。在良好搅拌下,缓慢滴入于1500ml异丙醇中的212.2g(2mol)苯甲醛的溶液并且继续搅拌2小时。接着将反应混合物在90bar的氢压力、85℃的温度和5ml/min的流速下在连续工作的氢化设备上用Pd/C固体床催化剂氢化。为了进行反应控制,借助于IR光谱来检验约1665cm-1处的亚胺带是否消失。然后将经氢化的溶液在旋转蒸发器上在65℃浓缩,其中去除了未反应的1,2-丙二胺和异丙醇。获得了澄清、淡黄色的液体。将其中300g在80℃下真空蒸馏,其中在60至63℃的蒸气温度和0.08至0.09bar下收集了237.5g的馏分。获得了一种无色液体,其具有在20℃下8.5mPa·s的粘度和682mg KOH/g的胺值,根据1H-NMR其是N1-苄基-1,2-丙二胺和N2-苄基-1,2-丙二胺以约2/1的比率的混合物,所述混合物根据GC-FID具有>97%的纯度。
式(I)的胺的制备:
胺1:
在氮气氛下预置148.3g(2mol)1,2-丙二胺并加热到80℃。在良好的搅拌下缓慢滴入37.4g(0.1mol)的GY-250在500ml温热(50℃)的异丙醇中的溶液,其中反应混合物的温度通过冷却保持在70与85℃之间。然后在2小时过程中将反应混合物保持在80℃,然后蒸馏去除挥发性成分(异丙醇和过量的1,2-丙二胺)。获得了澄清、淡黄色的高粘度液体,其粘度在60℃为86.9Pa·s并且胺值为420.9mg KOH/g。
FT-IR:2960,2923,2868,1606,1581,1508,1455,1295,1245,1181,1034,825。
胺2:
在氮气氛下预置148.3g(2mol)1,2-丙二胺并加热到80℃。在良好的搅拌下缓慢滴入23.7g(0.1mol)的RDGE-H在350ml温热(50℃)的异丙醇中的溶液,其中反应混合物的温度通过冷却保持在70与85℃之间。然后在2小时过程中将反应混合物保持在80℃,然后蒸馏去除挥发性成分(异丙醇和过量的1,2-丙二胺)。获得了澄清、淡黄色的液体,其粘度在60℃为13.2Pa·s并且胺值为553.5mg KOH/g。
FT-IR:2955,2921,2869,1589,1490,1450,1286,1263,1181,1145,1039,831,760,686。
胺3:
在氮气氛下预置120.2g(2mol)1,2-乙二胺并加热到80℃。在良好的搅拌下缓慢滴入37.4g(0.1mol)的GY-250在500ml温热(50℃)的异丙醇中的溶液,其中反应混合物的温度通过冷却保持在70与85℃之间。然后在2小时过程中将反应混合物保持在80℃,然后蒸馏去除挥发性成分(异丙醇和过量的1,2-乙二胺)。获得了澄清、淡黄色的高粘度液体,其粘度在60℃下为60.0Pa·s(剪切速率5s-1)并且胺值为440.5mg KOH/g。
作为对比的胺的制备:
胺4:
在氮气氛下预置148.3g(2mol)1,3-丙二胺并加热到80℃。在良好的搅拌下缓慢滴入37.4g(0.1mol)的GY-250在500ml温热(50℃)的异丙醇中的溶液,其中反应混合物的温度通过冷却保持在70与85℃之间。然后在2小时过程中将反应混合物保持在80℃,接着蒸馏去除挥发性成分(异丙醇和过量的1,3-丙二胺)。获得了澄清、淡黄色的高粘度液体,其粘度为在60℃下30.5Pa·s(剪切速率5s-1)并且胺值为417.6mg KOH/g。
固化剂和环氧树脂组合物的制备
对于每个实例,将在表1中给出的固化剂组分的内容物以所给出的量(按重量份)借助于离心混合机(SpeedMixerTM DAC 150,FlackTek Inc.)混合并在排除水分的情况下保存。
同样将表1中给出的树脂组分的内含物加工并保存。
接着将每种组合物的两种组分借助于离心混合机加工成均匀的液体并立即对所述液体进行以下测试:
混合之后10分钟在20℃下确定粘度(“粘度(10')”)。
以500μm的层厚度将第一个膜施加到玻璃板上并在标准气候下存放或固化。在1天之后(“硬度(1d NK)”)、在2天之后(“硬度(2d NK)”)、在4天之后(“硬度(4d NK)”)、在7天之后(“硬度(7d NK)”)和在14天之后(“硬度(14dNK)”)对这个膜确定硬度(根据的摆锤硬度,依照DIN EN ISO 1522测量)。在14天之后评估膜的外观(在表中用“外观(NK)”表示)。其中膜澄清并具有光亮和无粘性的无结构表面则表示为“美观”。表面上存在任何类型的图形或图案则表示为“结构”。
以500μm的层厚度将第二个膜施加到玻璃板上并且直接在施用之后在7天内在8℃和80%相对湿度下且随后在3周过程中在NK中存放或固化。施用之后24小时将聚丙烯瓶盖放置在膜上,在其下方放置湿润的小海绵。再过24小时之后将小海绵和盖移走并且放置在膜的新的位置处,在24小时之后再次移走并重新放置,总共4次。然后评估膜的外观(下表中用“外观(8°/80%)”表示),其评估方式与对于外观(NK)描述的相同。在此还分别给出在膜中由于湿的小海绵和/或放置的盖而可见的标记的数量。对如此固化的膜再次确定硬度,分别在7天后在8℃和80%相对湿度下(“硬度(7d 8°/80%)”)、然后在NK中再过2天之后(“硬度(+2d NK)”)、NK中7天之后(“硬度(+7d NK)”)、和NK中14天之后(“硬度(+14d NK)”)。
结果在表1中给出。
表1:Ex-1至Ex-5和Ref-1和Ref-2的组成和性质“n.b.”代表“未确定”。
1较弱。

Claims (15)

1.式(I)的胺在用于环氧树脂的固化剂中的用途,
其中
m表示0至3,
X表示1,2-亚乙基或1,2-亚丙基,并且
Y表示单环或多环的芳族烃基。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述固化剂是非水性固化剂。
3.根据权利要求1或2之一所述的用途,其特征在于,X表示1,2-亚丙基。
4.根据权利要求1至3之一所述的用途,其特征在于,Y表示选自的芳族烃基,其中R代表氢基或甲基。
5.根据权利要求1至4之一所述的用途,其特征在于,m表示0至1,X代表1,2-亚丙基,并且Y表示式的基团。
6.来自选自1,2-乙二胺和1,2-丙二胺的至少一种二胺与至少一种式(II)的二缩水甘油醚的反应的反应产物用于环氧树脂的固化剂中的用途,
所述反应产物包含至少一种如权利要求1至5之一所述的式(I)的胺。
7.根据权利要求6所述的用途,其特征在于,伯氨基的数量与环氧基的数量之间的比例至少为2.5:1,并且将过量的二胺在反应之后以蒸馏方式去除。
8.根据权利要求6或7之一所述的用途,其特征在于,所述反应产物包含小于1重量%的1,2-乙二胺和/或1,2-丙二胺。
9.用于环氧树脂的固化剂,包含至少一种如权利要求1至5之一所述的式(I)的胺以及至少一种另外的胺和/或至少一种促进剂。
10.根据权利要求9所述的固化剂,其特征在于,所述另外的胺包括N-苄基-1,2-丙二胺。
11.根据权利要求9或10之一所述的固化剂,其特征在于,包含1至80重量%的式(I)的胺。
12.环氧树脂组合物,包括
-包含至少一种环氧树脂的树脂组分以及
-包含至少一种如权利要求1至5之一所述的式(I)的胺的固化剂组分。
13.包含如权利要求12所述的环氧树脂组合物的涂料。
14.通过固化根据权利要求12或13之一所述的环氧树脂组合物获得的经固化的组合物。
15.式(I)的胺,
其中
m表示0至1,
X表示1,2-亚丙基,并且
Y表示式的基团,其中R表示氢基或甲基。
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