MX2015003494A - Composicines curables. - Google Patents

Abstract

Una composición de agente de curación que incluye (a) por lo menos una fenalcamina mezclada con (b) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado para formar una composición de agente de curación para un compuesto de epóxido; una composición de resma curable que incluye (I) por lo menos un compuesto de epóxido; y (II) por lo menos una fenalcamina mezclada con (III) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado; y un producto termofraguado preparado a partir de la composición curable arriba mencionada.

Description

COMPOSICIONES CURABLES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una formulación o composición de agente de curación para resinas epóxicas, que incluye por lo menos un endurecedor modificado de líquido de la cáscara de nuez del anacardo o fenalcamina; a una formulación o composición de resina epóxica curable que incluye la composición de agente de curación; y a un producto termofraguado preparado de la composición o formulación curable.

ANTECEDENTES Los compuestos de epóxido se conocen para usarse con un agente de curación y otros aditivos para formar una composición curable para varios usos finales. Por ejemplo, en aplicaciones de material compuesto para encapsulación, infraestructura y moldeo de colocación manual, una composición curable para tales usos finales generalmente requiere una reactividad alta (por ejemplo, un tiempo para alcanzar el pico menor de (<) 150 minutos) y un exoterma bajo (por ejemplo, una temperatura < 125°C) en la etapa de curación de un proceso para curar una composición de resina epóxica, para lograr una producción eficaz de un producto termofraguado resultante. Sin embargo, una liberación exotérmica alta (por ejemplo, una temperatura mayor de (>) 125°C) durante el entrelazamiento de la composición o sistema de resina epóxica induce varios problemas nocivos severos que incluyen: descomposición de la composición curable; y encogimiento inaceptable, esfuerzo residual y agrietamiento del producto termofraguado resultante.

Los alquilfenoles, por ejemplo nonilfenol y octilfenol son difíciles de biodegradar y ahora están controlados estrictamente debido al riesgo de fuga al medio ambiente. El líquido de la cáscara de nuez del anacardo (CNSL), un recurso natural y renovable extraído de la cáscara del anacardo, es fácilmente biodegradable (por ejemplo, 96% despues de 28 días cuando se prueba usando el método OECD 302D, como se hace referencia en un informe encontrado en el siguiente sitio web: www.epa.gov/hpy/pubs/summaries/casntliq/c13793tp.pdf de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos); y puede beneficiar las aplicaciones de resina epóxica que son expuestas al medio ambiente.

Se conocen varias composiciones curables que incluyen un compuesto de resina epóxica y una fenalcamina y se describen, por ejemplo, en US20070032575A1 , W02000001659, KR514100B1 , US20110020555A1 , US201 00286345A1 , DE602008005420D1 y WO2009141438. Sin embargo, las referencias anteriores no revelan la reactividad requerida ni un exoterma bajo cuando se cura una composición de resina epóxica para lograr la producción eficiente de un producto termofraguado resultante sin los problemas anteriormente mencionados.

Además, se sabe cómo utilizar endurecedores de amina con una estructura química específica para curar resinas epóxicas. Más particularmente, se sabe cómo utilizar fenalcaminas con composiciones de resina epóxica, tal como se describe en US20100048827A1 , US20110020555A1 y JP2004244430A. Sin embargo, ninguna de las referencias anteriores revela una amina o fenalcamina de base de Mannich que tiene una estructura específica en combinación con un compuesto de fenol sin un grupo amino que logre la reactividad requerida y el exoterma bajo cuando se cura una composición de resina epóxica sin los problemas de la téenica anterior.

WO201 1059500 revela una composición curable que comprende: (a) un componente de resina y (b) un componente endurecedor que incluye un aducto y una base de Mannich. La base de Mannich se forma de una reacción de formaldehído, un compuesto de fenol, y una segunda amina. Se menciona un fenol estirenado como un componente opcional como un modificador no reactivo. WO2011059500 no revela una fenalcamina como endurecedor de amina y un fenol estirenado como acelerador para lograr un exoterma bajo manteniendo al mismo tiempo una reactividad rápida de la composición.

W02006005723A1 revela composiciones de amina especiales que incluyen (a) una polieterdiamina, (b) una monoamina; y (c) una di- o triamina; y (d) un al j u i Ifenol tal como un fenol estirenado. W02006005723A1 también revela que las composiciones de amina se pueden formular con agentes de curación rápida, tales como bases de Mannich.

JP57008221A provee una composición de resina epóxica que incluye (I) una resina epóxica; (II) un fenol estirenado líquido como diluente; y (lll) un agente de curación de amina. El agente de curación de amina incluye poliaminas alifáticas o aromáticas, hidroxipoliaminas y poliamidas. La base de Mannich es producida por una amina, un fenol y un aldehido. El fenol estirenado líquido tiene excelente compatibilidad con la resina epóxica y reduce la viscosidad de las resinas epóxicas sin afectar las propiedades mecánicas, las propiedades de resistencia a la intemperie y las propiedades adhesivas de las resinas epóxicas. Sin embargo, JP57008221A no revela el uso de una fenalcamina basada en CNSL como una composición de amina y un fenol estirenado líquido como acelerador en un agente de curación; o en donde el agente de curación provee una acción de exoterma bajo (< 125°C).

US20100048827A1 revela una composición de amina que comprende (a) N,N’-dimetil-meta-xililenodiamina (DM-MXDA); (b) por lo menos una amina multifuncional que tiene 3 o más hidrógenos activos de amina (por ejemplo, NC-541 LV- de Cardolite Corporation); y (c) opcionalmente por lo menos un plastifícante o disolvente (por ejemplo, alcohol bencílico, cresol, bisfenol A, líquido de la cáscara de nuez del anacardo, nonilfenol, t-butil-fenol y fenoles). El metodo de síntesis de DM-MXDA, y también el revestimiento de epoxi-amina relacionado indicaron buena acción contra la opacidad.

US201 10020555A1 revela composiciones de resina epóxica de dos componentes susceptibles de curación más rápida a temperaturas ambientales bajas para formar rápidamente revestimientos y sellos no pegajosos que tienen una buena apariencia. El componente de agente de curación se selecciona de fenalcaminas. Preferiblemente, las fenalcaminas se preparan con cardanol, tal como Cardolite™ 540, 541 , y se prefieren los endurecedores de fenalcamina 541 LV. Las composiciones de resina epóxica de dos componentes son susceptibles de curación más rápida a temperaturas ambientales bajas, tales como temperaturas menores de 10°C, menores de 50°C o incluso menores de 0°C, para formar rápidamente revestimientos y sellos no pegajosos que tienen una buena apariencia. Se pueden usar aminas terciarias en el componente endurecedor de amina como catalizador de base de Lewis para acelerar la correacción de aminas secundarias. Los compuestos de amina terciaria adecuados que pueden incluirse en el componente endurecedor de amina incluyen aminas fenólicas sustituidas, tales como 2,4,6-tris(dimetil-aminometil)fenol y dimetilamino-metilfenol.

Típicamente, la proporción de compuesto de amina terciaria en el componente endurecedor de amina no es mayor de 20 por ciento en peso aproximadamente, basado en el peso total de aminas en el componente endurecedor de amina.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee a la industria de epóxidos de un sistema de resina epóxica o formulación o composición epóxica curable que puede usarse para preparar productos de resina termofraguada que tienen un exoterma suficientemente bajo (por ejemplo, <125°C) para transformar la composición más fácil y eficientemente en productos de resina termofraguada para usarse en una amplia gama de diversas aplicaciones y usos finales. Por ejemplo, la presente invención incluye un exoterma bajo con un agente de curación altamente reactivo para usos finales tales como encapsulación, infraestructura y aplicaciones de material compuesto.

Aunque generalmente se sabe cómo utilizar varios procesos para obtener un exoterma bajo (por ejemplo, <125°C) en la etapa de curación de un proceso para curar una composición de resina epóxica, que incluyen: (1) un enfoque de relleno/aditivo; (2) un enfoque de disolvente/diluente; y (3) un endurecedor de amina con un enfoque de estructura específica; el enfoque usado en la presente invención para lograr un exoterma bajo cuando se cura una composición de resina epóxica es un enfoque que se refiere a un endurecedor de amina con una estructura específica.

Por ejemplo, una modalidad de la presente invención está dirigida a una composición de agente de curación novedosa para resinas epóxicas, en donde la composición de agente de curación incluye (a) por lo menos una fenalcamina mezclada con (b) por lo menos un fenol estirenado o fenol novolac estirenado, para formar un agente de curación para una resina epóxica. El compuesto de fenalcamina se puede preparar mediante una reacción de annich de líquido de la cáscara de nuez del anacardo (CNSL) con formaldehído y una poliamina. El agente de curación novedoso de la presente invención indica una temperatura pico baja de liberación de exoterma a temperatura ambiente (por ejemplo, a una temperatura de 23 ± 2°C) pero manteniendo una reactividad alta (por ejemplo, <150 minutos) en comparación con otros agentes de curación convencionales. El fenol estirenado o fenol novolac estirenado puede funcionar en la composición de resina epóxica como un acelerador o como un catalizador. El agente de curación descrito en la presente tambien puede ser referido intercambiablemente como un agente de entrelazamiento o un endurecedor.

Otra modalidad de la presente invención está dirigida a una composición de resina epóxica curable que incluye (I) por lo menos un compuesto de epóxido; (II) por lo menos una fenalcamina; y (III) por lo menos un fenol o fenol novolac que tiene por lo menos un sustituyente alfa-metilbencilo o alfa.alfa-dimetilbencilo.

Otra modalidad de la presente invención está dirigida a un producto termofraguado preparado de la composición curable anterior.

Algunas ventajas provistas por la presente invención incluyen un rendimiento general bueno de los sistemas epóxicos con respecto a una liberación exotérmica baja (por ejemplo, <125°C), para resolver el problema de agrietamiento y el encogimiento, mientras que se mantiene la reactividad (velocidad de curación) a una velocidad razonable, tal como en el transcurso de 150 minutos (tiempo para alcanzar el pico).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Con la finalidad de ilustrar la presente invención, los dibujos muestran una forma de la presente invención que es actualmente preferida. Sin embargo, se debe entender que la presente invención no se limita a las modalidades mostradas en los dibujos.

La figura 1 es una ilustración gráfica que muestra la temperatura pico contra el tiempo para alcanzar el pico (reactividad) de una resina epóxica con diferentes agentes de curación.

La figura 2 es una ilustración gráfica que muestra una curva de prueba de liberación exotérmica que representa el tiempo para alcanzar el pico contra la temperatura pico de diferentes agentes de curación de amina.

DESCRIPCIÓN DETALLADA “Exoterma bajo” con respecto a la curación de una composición curable significa en la presente una temperatura pico menor de 125 °C medida mediante un método de prueba de liberación de exoterma de 100 9· “Reactividad alta” con respecto a la curación de una composición curable significa en la presente un tiempo para alcanzar el pico dentro de 150 minutos, medido mediante un método de prueba de liberación de exoterma de 100 g.

Cuando no se indica una fecha con el número del método de prueba, los métodos de prueba se refieren al método de prueba más reciente con la fecha de prioridad de este documento. Las referencias a los métodos de prueba contienen tanto una referencia a la sociedad de análisis como al número de método de prueba. En la presente se aplican las siguientes abreviaturas e identificadores de métodos de prueba: ASTM se refiere a ASTM International, e ISO se refiere a la Organización Internacional de Estándares. “y/o” significa “y, o como una alternativa”. Todas las escalas incluyen puntos finales a menos que se indique de otra manera.

En una amplia modalidad, la presente invención está dirigida a proveer una formulación o composición de agente de curación que incluye (a) por lo menos una fenalcamina; y (b) por lo menos un fenol estirenado o fenol novolac estirenado. La composición de agente de curación se usa convenientemente para curar un compuesto de epóxido. Otros aditivos opcionales conocidos para el experto pueden ser incluidos en la composición de agente de curación, tales como por ejemplo un acelerador o un catalizador y otros aditivos para diversas aplicaciones de uso final.

El compuesto de fenalcamina útil como componente (a) para preparar la composición de la presente invención puede comprender, por ejemplo, cualquiera de los diversos compuestos de fenalcamina conocidos en la teenica.

Por ejemplo, la fenalcamina puede ser el resultado de la síntesis de un agente de curación de base de Mannich, que requiere esencialmente líquido de la cáscara de nuez del anacardo (CNSL), formaldehído y una poliamina. Opcionalmente se pueden usar disolventes tales como benceno, tolueno o xileno durante la síntesis del agente de curación de base de Mannich. Generalmente el disolvente opcional se puede usar para eliminar el agua producida bajo el punto de ebullición azeotrópico. También se puede usar nitrógeno para facilitar la eliminación de agua en la síntesis anterior.

El formaldehído puede ser una solución de formalina, para formaldehído, o cualquier aldehido sustituido. La poliamina puede ser alif ática , cicloalifática, aromática, policíclica, o mezclas de las mismas. Los ejemplos de la poliamina útiles en la presente invención pueden incluir etilendiamina (EDA); dietilentriamina (DETA); trietilentetramina (TETA); tetraetilenpentamina (TEPA); N-aminoetilpiperazina (N-AEP); isoforona diamina (IPDA); 1 ,3-ciclohexanobis(metilamina) (1 ,3-BAC); 4,4’-metilenbis(ciclohexilamina) (PACM); m-xililenodiamina (MXDA); o mezclas de las mismas.

La proporción molar inicial de CNSL:aldehído:poliamina para la síntesis de endurecedor de base de Mannich puede variar en la escala de 1.0: 1.0-3.0: 1.0-3.0, y preferiblemente 1.0:2.0-2.4:2.0-2.2. El endurecedor de base de Mannich producido utilizando un líquido de la cáscara de nuez del anacardo (compuesto principalmente de cardanol y cardol cuando se trata para descarboxilar), es referido específicamente en la presente como un agente de curación de fenalcamina.

Una modalidad muy preferida de la presente invención incluye, por ejemplo, un compuesto de fenalcamina definido por la estructura (I) siguiente: Estructura (G) El endurecedor líquido de la cáscara de nuez del anacardo (CNSL) modificado, o fenalcamina, tiene la estructura general anteriormente descrita con respecto a la estructura (I). En la estructura (I), R0 y R0 , cada uno, puede ser un alquilo recto con 15 carbonos y de 0 a 3 enlaces C=C, tal como por ejemplo, -C15H31 , -C15H29, -C15H27, o -C15H25, o un alquilo recto con 17 carbonos y de 1 a 3 enlaces C=C, tal como por ejemplo, -C 7H33, -C17H31, o -CI7H29; RT y R2 pueden ser, cada uno, hidrógeno (-H) o hdiroxilo (-OH); Rc puede ser hidrógeno (-H) o carboxilo (-COOH); a puede ser de 0 a 2; b puede ser 0 o un número natural <20; c puede ser 0 o 1 ; en donde a+b+c ¹ 0; X·, , X2 y X3, cada uno, puede ser un grupo bivalente o multivalente que tiene un etileno alifático (-(CH2)n-), amino etileno (-(NH(CH2)m)n-), polioxialquileno, una estructura cicloalifática aromática policíclica y similares.

En una modalidad preferida, la fenalcamina o endurecedor líquido de la cáscara de nuez del anacardo modificado, útil en la presente invención, puede ser un polímero del líquido de la cáscara de nuez del anacardo con formaldehído y etilendiamina (por ejemplo, D.E.H. 641 y D.E.H. 642, disponibles de The Dow Chemical Company). Endurecedores líquidos de la cáscara de nuez del anacardo modificados o fenalcaminas también están disponibles comercialmente de Cardiolite Corporation, tal como por ejemplo NC-541 LV, NC-541 , LITE 2001 LV y LITE 2010LV; o disponibles comercialmente de Paladín Paints and Chemicals Pvt. Ltd . , tal como por ejemplo, PPA-7041-LV, y PPA-7041.

La concentración del compuesto de fenalcamina anteriormente descrito como componente (a), usado en la composición de agente de curación de la presente invención, puede variar en general de aproximadamente 10% en peso (% p.) a aproximadamente 99% p. en una modalidad; de aproximadamente 20% p. a aproximadamente 95% p. en otra modalidad; de aproximadamente 30% p. a aproximadamente 90% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 40% p. a aproximadamente 85% p. en otra modalidad más, basada en el peso de la composición de agente curable.

El compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado útil en la presente invención para la combinación con la fenalcamina arriba mencionada para formar una composición de agente de curación, incluye por lo menos un fenol o fenol novolac que tiene por lo menos un sustituyente alfa-metilbencilo o alfa.alfa-dimetilbencilo, que generalmente fue denominado fenol estirenado o fenol novolac estirenado.

El compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado puede incluir dos sustancias en las que un fenol o fenol novolac tiene por lo menos un sustituyente alfa-metilbencilo o alfa.alfa-dimetilbencilo. El derivado alfa.alfa-dimetilbencilo tambien lleva uno o más grupos t-butilo. El compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado se puede fabricar a partir de fenol o fenol novolac por medio de alquilación catalizada por ácido con estireno o alfa-metil-estireno. Los grupos t-butilo se pueden introducir incluyendo isobutileno como reactivo.

Una modalidad muy preferida del fenol estirenado o fenol novolac estirenado de la presente invención incluye, por ejemplo, fenol mono-estirenado tal como MSP-75 (disponible comercialmente de SI Group), y mezclas de fenol mono-estirenado, fenol di-estirenado, y fenol tri-estirenado, tales como SP-F y SP-24 (disponibles comercialmente de Sanko Co. LTD).

La concentración del fenol estirenado o fenol novolac estirenado arriba descritos como componente (b), usado en la composición de agente de curación de la presente invención, puede variar en general de aproximadamente 1 % p. a aproximadamente 50% p. en una modalidad; de aproximadamente 2% p. a aproximadamente 40% p. en otra modalidad; de aproximadamente 5% p. a aproximadamente 30% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 10% p. a aproximadamente 30% p. en otra modalidad más, basada en el peso de la composición de agente curable.

La composición de agente de curación de la presente invención puede incluir aditivos opcionales conocidos para el experto en la materia que no son nocivos para la composición de agente de curación. Por ejemplo, la composición de agente de curación puede incluir un acelerador, un catalizador, u otros aditivos requeridos para varias aplicaciones de uso final.

En una modalidad, opcionalmente se puede usar por lo menos un compuesto de poliamina o una mezcla de dos o más compuestos de poliamina en combinación con la fenalcamina y fenol estirenado o fenol novolac estirenado arriba descritos, para formar la composición de agente de curación. Los ejemplos de poliaminas útiles en la composición de agente de curación de la presente invención pueden incluir una poliamina alifática, una poliamina alicíclica, una poliamina aromática, una poliamina heterocíclica, y similares, y mezclas de las mismas.

La poliamina alifática útil en la presente invención puede incluir, por ejemplo, una diamina alifática tal como metilendiamina, etilendiamina, 1 ,2-diaminopropano, 1 ,3-diaminopropano, 1 ,4-diaminobutano, 1 ,5-dia inopentano, 1 ,6-diaminohexano, 1 ,7-diaminoheptano, 1 ,8-diaminooctano, 1 ,9-diaminononano, 1 , 10-diaminodecano, o-xililenodiamina, m-xililenodiamina, p-xililenodiamina o mezclas de los mismos; un tetra-(aminometil)metano tal como dietilentriamina, dipropilentriamina, trietilentetramina, tripropilentetramina, tetraetilenpentamina, tetrapropilenpentamina, pentaetilenhexamina, nonaetilendecamina; o mezclas de las mismas; una trimetil-hexametilendiamina; tetrakis(2-aminoetilaminometil)metano; una triamina alifática tal como 1 ,3-bis(2’-aminoetilamino)propano, trietilen-bis(trimetileno)hexamina, bis(3-aminoetil)amina, bis-hexametilentriamina o mezclas de las mismas; 1 ,4-ciclohexanodiamina; 4,4’-metilen-bis-ciclohexilamina; una diamina alicíclica tal como 4,4 -isopropiliden-biciclohexilamina, no rbornad ¡amina, bis(aminometil)ciclohexano, diaminodiciclohexilmetano, isoforona diamina, mentendiamina o mezclas de las mismas; bis(aminoalquil)benceno; bis(aminoalquil)naftaleno; bis(cianoetil)dietilentriamina; fenilendiamina; naftilendiamina; diaminodifenilmetano; diaminodietilfenilmetano; 2,2-bis(4- aminofenil)propano; 4 4’-diaminodifeniléter; 4,4’-diaminobenzofenona; 4,4’-diaminod¡feniléter; 4,4’-diaminodifenilsulfona; un 2,2’-dimetil-4,4’-diaminodifenilmetano; 2,4’-diaminobifenilo; 2,3’-dimetil-4,4’-diaminobifenilo; 3,3’-dimetoxi-4,4’-diaminobifen¡lo; una diamina aromática tal como b¡s(aminometil)naftaleno, bis(aminoetil)naftaleno, o mezclas de los mismos; N-metilpiperazina; morfolina; 1 ,4-bis(8-aminopropil)piperazina; una diamina heterocíclica tal como piperazina, 1 ,4-diazacicloheptano, 1-(2’-aminoetilpiperazina), 1 -[2’-(2”-aminoetilamino)etil]piperazina, 1 , 1 1 -diazacicloeicosano, 1 , 15-diazaciclooctacosano, y similares; o mezclas de los mismos.

La concentración del compuesto de poliamina anteriormente descrito como componente (c) opcional, cuando se usa en la composición de agente de curación de la presente invención, puede variar en general de 0% p. a aproximadamente 50% p. en una modalidad; de aproximadamente 0.1 % p. a aproximadamente 40% p. en otra modalidad; de aproximadamente 1 % p. a aproximadamente 30% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 2% p. a aproximadamente 20% p. en otra modalidad más, basada en el peso de la composición curable.

Opcionalmente se puede usar un diluente o disolvente en la composición de agente de curación de la presente invención. Por ejemplo, en una modalidad preferida, la composición de agente de curación de la presente invención puede incluir un diluente o un disolvente, tal como por ejemplo líquido de la cáscara de nuez del anacardo; cardanol; nonilfenol; éteres tales como tetrahidrofurano, 1 ,2- dimetoxietano, 1 ,2-dietoxietano, o mezclas de los mismos; un alcohol tal como iso- o n-butanol, alcohol amílico, alcohol bencílico o alcohol furfurílico, o mezclas de los mismos; un hidrocarburo aromático tal como benceno, tolueno, xileno, o mezclas de los mismos; una cetona tal como metil-isobutil-cetona, metil-etil-cetona, o mezclas de las mismas; un éter tal como dicloruro de etileno, acrilonitrilo, éter íer-butílico de metilo, éter monometílico de propilenglicol, o mezclas de los mismos; un éster tal como acetato de etilo, acetato de butilo, butil-celosolve, o mezclas de los mismos; aceite de terpentina; un aceite de terpeno-hidrocarburo tal como D-limoneno, pineno, o mezclas de los mismos; un disolvente de tipo parafina de alto punto de ebullición, tal como gasolina blanca, Swasol #310 (hecho por Cosmo Matsuyama Petroleum Corporation Co. , Ltd. KK), Solvesso #100 (Exxon-Chemical Corporation Co. , Ltd KK), y similares, o mezclas de los mismos.

La concentración del diluente o disolvente anteriormente descrito como componente opcional (d), cuando se usa en la composición de agente de curación de la presente invención, puede variar en general de 0% p. a aproximadamente 40% p. en una modalidad; de aproximadamente 0.1 % p. a aproximadamente 30% p. en otra modalidad; de aproximadamente 1 % p. a aproximadamente 20% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 2% p. a aproximadamente 10% p. en otra modalidad más, basada en el peso de la composición curable.

Otros compuestos opcionales que se pueden agregar a la composición curable de la presente invención pueden incluir compuestos que se usan normalmente en las composiciones de resina conocidos para los expertos en la materia para preparar composiciones curables y productos termofraguados. Por ejemplo, los componentes opcionales pueden comprender compuestos que se pueden agregar a la composición para mejorar las propiedades de aplicación (por ejemplo, modificadores de la tensión superficial, auxiliares de flujo, agentes de liberación de gas, o colorantes), las propiedades de fiabilidad (por ejemplo, promotores de adhesión), la velocidad de reacción, la selectividad de la reacción, y/o la duración del catalizador.

Compuestos opcionales útiles para la composición curable de la presente invención pueden incluir, por ejemplo, un disolvente para reducir adicionalmente la viscosidad de la composición, otras resinas tales como una resina fenólica que se pueden mezclar con la resina epóxica de la composición, otras resinas epóxicas diferentes del compuesto de epóxido de la presente invención (por ejemplo, éteres de glicidilo aromáticos y alifáticos; resinas epóxicas cicloalifáticas; y dióxidos de divinilareno tales como dióxido de divinilbenceno), otros agentes de curación, rellenos, pigmentos, agentes de endurecimiento, modificadores del flujo, promotores de adhesión, diluentes, estabilizadores, plastificantes, desactivadores del catalizador, retardadores de llama, y mezclas de los mismos.

Generalmente, la cantidad de los componentes opcionales, cuando se usan en la composición curable de la presente invención, puede ser por ejemplo de 0% p. a aproximadamente 20% p. en una modalidad; de aproximadamente 0.01 % p. a aproximadamente 18% p. en otra modalidad; de aproximadamente 0.1 % p. a aproximadamente 15% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 1 % p. a aproximadamente 10% p. en otra modalidad más.

La preparación de endurecedor líquido de la cáscara de nuez del anacardo (CNSL) modificado o fenalcamina utiliza esencialmente el líquido de la cáscara de nuez del anacardo (disponible comercialmente de Huada Saigao [Yantai] Science & Technology Company Limited), formalina o paraformaldehído, y un precursor de poliamina de estructura alifática, o de polioxialquileno, o cicloalifática, o aromática, o una mezcla de los mismos. Los ejemplos del precursor de poliamina alifática pueden incluir etilendiamina (EDA), dietilentriamina (DETA), trietilentetramina (TETA), tetraetilenpentamina (TEPA), pentaetilenhexamina (PEHA), N-aminoetilpiperazina (N-AEP) y mezclas de los mismos. El precursor de polioxialquileno puede incluir por ejemplo, Jeffamine™ D-230 y Jeffamine® D-400, disponibles comercialmente de Huntsman Corporation. Los ejemplos del precursor de poliamina cicloalifática pueden incluir isoforona diamina (IPDA), 1 ,3-ciclohexanobis(metilamina) (1 ,3-BAC); 4,4’-metilenbis(ciclohexilamina) (PACM); y mezclas de los mismos. El precursor de poliamina aromática puede incluir, por ejemplo, xililenodiamina (MXDA).

Opcionalmente, también se puede usar benceno o xileno en la síntesis anterior, que actúa como disolvente para eliminar el agua producida durante la reacción en un punto de destilación azeotrópica.

La proporción molar inicial para la síntesis del endurecedor líquido de la cáscara de nuez del anacardo modificado puede variar en una escala de proporciones molares de CNSL:aldehído:poliamina, por ejemplo, de 1.0: 1.0-3.0: 1.0-3.0, en una modalidad; y 1.0:2.0-2.4:2.0-2.2, en otra modalidad. El CNSL usado en la presente invención puede ser de un grado crudo, esto es, el CNSL crudo puede contener principalmente ácido anacárdico; o el CNSL puede ser de un grado tratado, esto es, el ácido anacárdico contenido como componente principal de CNSL se puede convertir a cardanol, por ejemplo por descarboxilación.

El procedimiento para preparar la composición de agente de curación de la presente invención incluye mezclar (a) por lo menos un compuesto de fenalcamina; y (b) por lo menos un fenol estirenado o fenol novolac estirenado para formar una composición de agente de curación que puede ser usada entonces para curar una resina epóxica. Opcionalmente se agregan otros ingredientes opcionales a la mezcla de la composición de agente de curación conforme sea necesario. Por ejemplo, la preparación de la composición de agente de curación de la presente invención se obtiene mezclando, en el equipo de mezclado conocido, el compuesto de fenalcamina, el fenol estirenado o fenol novolac estirenado, y opcionalmente cualquier otro aditivo deseado. Cualquiera de los aditivos opcionales arriba mencionados se puede agregar a la composición durante el mezclado o antes del mezclado para formar la composición de agente de curación.

Todos los compuestos de la composición de agente de curación típicamente se mezclan y dispersan a una temperatura que permite la preparación de una composición de agente de curación eficaz, que tiene el equilibrio deseado de propiedades para una aplicación particular. Por ejemplo, la temperatura durante el mezclado de todos los componentes puede ser en general de aproximadamente 0°C a aproximadamente 80°C en una modalidad; y de aproximadamente 15°C a aproximadamente 50°C en otra modalidad.

La preparación de la composición de agente de curación de la presente invención, y/o cualquiera de los pasos de la misma, puede ser un proceso por lotes o continuo. El equipo de mezclado usado en el proceso puede ser cualquier recipiente y equipo auxiliar conocido para los expertos en la materia.

La composición de agente de curación de la presente invención, producida como se describe arriba, exhibe excelentes propiedades tales como contra la opacidad (o hidrofobicidad). Además, la composición de agente de curación de la presente invención exhibe excelentes propiedades, tales como temperatura pico de exoterma baja (<125°C) y reactividad rápida (<150 minutos). Por ejemplo, la temperatura pico de exoterma de la composición de curación de la presente invención puede ser en general de aproximadamente 55°C a aproximadamente 125°C, en una modalidad; de aproximadamente 60°C a aproximadamente 1 15°C en otra modalidad; y de aproximadamente 60°C a aproximadamente 105°C en otra modalidad más. Por ejemplo, el tiempo de reactividad de la composición de agente curable de la presente invención puede ser en general de aproximadamente 45 minutos a aproximadamente 150 minutos, en una modalidad; de aproximadamente 50 minutos a aproximadamente 145 minutos en otra modalidad; y de aproximadamente 55 minutos a aproximadamente 140 minutos en otra modalidad más.

Otra modalidad de la presente invención está dirigida a proveer una formulación o composición de resina curable que incluye (I) por lo menos un compuesto de epóxido; (II) por lo menos una fenalcamina; y (III) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado. Otros aditivos opcionales conocidos para el experto pueden ser incluidos en la composición curable, tales como por ejemplo un catalizador de curación y otros aditivos para varias aplicaciones de uso final.

El compuesto de epóxido, o compuesto que contiene el grupo epóxido, que se puede usar en la composición de resina curable y se puede curar con la composición de agente de curación anterior (esto es, el agente de curación que incluye (a) por lo menos una fenalcamina; y (b) por lo menos un fenol estirenado o fenol novolac estirenado), se puede seleccionar de cualquier número de compuestos de epóxido convencionales.

Por ejemplo, la composición de resina curable de la presente invención puede incluir por lo menos un compuesto de resina epóxica, tal como un componente líquido de resina epóxica (LER) (I) para formar la matriz epóxica en una composición curable final. Por ejemplo, el compuesto de epóxido útil como componente (I) en la preparación de una composición curable de la presente invención puede comprender un compuesto de resina epóxica de baja viscosidad. Por ejemplo, el compuesto de resina epóxica de baja viscosidad útil en la presente invención puede incluir los compuestos de epóxido de dióxido de divínilareno descritos en la publicación de la solicitud de patente de EE.UU. No. 2011/0245434, que se incorpora aquí como referencia.

Una modalidad del compuesto de epóxido usado en la composición de resina curable de la presente invención puede ser, por ejemplo, un solo compuesto de epóxido usado solo; o una combinación de dos o más compuestos de epóxido conocidos, tales como cualquiera de los compuestos de epóxido descritos en Lee, H. y Neville, K. , “Handbook of Epoxy Resins”, McGraw-Hill Book Company, Nueva York, 1967, capítulo 2, páginas 2-1 a 2-27, que se incorpora en la presente como referencia.

En una modalidad preferida, el compuesto de epóxido puede incluir por ejemplo resinas epóxicas basadas en productos de reacción de alcoholes polifuncionales, fenoles, ácidos carboxílicos cicloalifáticos, aminas aromáticas o aminofenoles con epiclorhidrina. Unas pocas modalidades no limitativas del compuesto de epóxido incluyen, por ejemplo, éter de diglicidilo de bisfenol A, éter de diglicidilo de bisfenol F, éter de diglicidilo de resorcinol, y éteres de triglicidilo de para-aminofenoles. Otras resinas epóxicas adecuadas conocidas incluyen, por ejemplo, los productos de reacción de epiclorhidrina con o-cresol novolacs, hidrocarburo novolacs, y fenol novolacs. El compuesto de epóxido también se puede seleccionar de productos de resina epóxica disponibles comercialmente, tales como por ejemplo las resinas epóxicas D.E.R. 331®, D.E.R.332, D.E. R. 354, D.E.R. 580, D.E.N. 425, D.E.N. 431 , D.E.N. 438, D.E.R. 736 o D.E.R. 732, disponibles de The Dow Chemical Company.

En otra modalidad, el “compuesto que contiene grupo epóxido” útil como el componente de compuesto de epóxido (I) de la composición de resina curable de la presente invención, puede incluir por ejemplo por lo menos un diluente reactivo que contiene por lo menos un grupo epóxido. Los diluentes reactivos útiles en la presente invención pueden ser saturados o insaturados, alifáticos, cicloalifáticos, aromáticos o heterocíclicos, y pueden estar sustituidos. En una modalidad preferida, el diluente reactivo puede ser éter de monoglicidilo o éter de diglicidilo o éter de triglicidilo alifáticos. En otra modalidad preferida, el diluente reactivo puede ser 1 ,4-bis(2,3-epoxipropiloxi)butano (por ejemplo, ChemMod 67, disponible de PolyStar LLC); éter de diglicidilo de hexanodiol (por ejemplo, ChemMod 69, disponible de PolyStar LLC); éter de glicidilo de alquilo de C12-C14 (por ejemplo, POLYPOX R24, disponible de The Dow Chemical Company); copolímero de trimetilolpropano-epiclorhidrina (por ejemplo, POLYPOX R20, disponible de The Dow Chemical Company); y mezclas de los mismos.

Generalmente, la cantidad del compuesto de epóxido usado en la composición curable de la presente invención puede ser por ejemplo de aproximadamente 50% p. a aproximadamente 80% p., en una modalidad; de aproximadamente 51 % p. a aproximadamente 75% p. en otra modalidad; de aproximadamente 52% p. a aproximadamente 70% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 53% p. a aproximadamente 65% p. en otra modalidad más, basada en el peso total de la composición.

El compuesto de fenalcamina útil en la composición de resina epóxica curable, como componente (II), puede ser cualquiera de los compuestos de fenalcamina arriba descritos.

En general, la cantidad del compuesto de fenalcamina usado en la composición de resina curable de la presente invención puede ser, por ejemplo, de 10% p. a aproximadamente 80% p., en una modalidad; de aproximadamente 15% p. a aproximadamente 70% p. en otra modalidad; de aproximadamente 20% p. a aproximadamente 60% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 30% p. a aproximadamente 50% p. en otra modalidad más, basada en el peso total de la composición.

El compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado útil en la composición de resina epóxica curable como componente (III), puede ser cualquiera de los compuestos de fenol estirenado o fenol novolac estirenado arriba descritos.

Generalmente, la cantidad de compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado usado en la composición curable de la presente invención puede ser, por ejemplo, de 1 % p. a aproximadamente 30% p., en una modalidad, de aproximadamente 2% p. a aproximadamente 20% p. en otra modalidad; de aproximadamente 3% p. a aproximadamente 15% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 3% p. a aproximadamente 13% p. en otra modalidad más, basada en el peso total de la composición.

Otros compuestos opcionales que se pueden añadir a la composición de resina curable de la presente invención pueden incluir los compuestos que se usan normalmente en las composiciones de resina, conocidos por los expertos en la materia para preparar composiciones y productos termofraguados curables. Por ejemplo, los componentes opcionales pueden comprender compuestos que se pueden añadir a la composición para mejorar las propiedades de aplicación (por ejemplo, modificadores de la tensión superficial, auxiliares de flujo, agentes de liberación de gas o colorantes), las propiedades de fiabilidad (por ejemplo, promotores de adhesión), la velocidad de reacción, la selectividad de la reacción, y/o la duración del catalizador.

Otros compuestos opcionales que se pueden agregar a la composición curable de la presente invención pueden incluir, por ejemplo, un disolvente para reducir adicionalmente la viscosidad de la composición, otras resinas tales como una resina fenólica que se puede mezclar con la resina epóxica de la composición, otras resinas epóxicas diferentes del compuesto de epóxido de la presente invención (por ejemplo, eteres de glicidilo aromáticos y a I if áticos ; resinas epóxicas cicloalifáticas; dióxidos de divinilareno tales como dióxido de divinilbenceno), otros agentes de curación, rellenos, pigmentos, agentes de endurecimiento, modificadores de flujo, promotores de adhesión, diluentes, estabilizadores, plastificantes, desactivadores de catalizador, retardadores de llama, y mezclas de los mismos.

En general, la cantidad de otros componentes opcionales, cuando se usan en la composición curable de la presente invención, puede ser por ejemplo de 0% p. a aproximadamente 20% p., en una modalidad; de aproximadamente 0.01 % p. a aproximadamente 18% p. en otra modalidad; de aproximadamente 0.1 % p. a aproximadamente 15% p. en otra modalidad; y de aproximadamente 1 % p. a aproximadamente 10% p. en otra modalidad más.

El procedimiento para preparar la composición curable de la presente invención incluye mezclar (I) por lo menos un compuesto de epóxido; (II) por lo menos una fenalcamina; y (III) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado arriba descrito, para formar la composición curable que se puede curar para formar un producto termofraguado. Opcionalmente se agregan otros ingredientes opcionales a la mezcla de composición curable según sea necesario. Por ejemplo, la composición de resina curable de la presente invención se puede preparar mezclando, en el equipo de mezclado conocido, el compuesto de epóxido, la composición de agente de curación y opcionalmente cualquier otro aditivo deseado. Cualquiera de los aditivos opcionales arriba mencionados se puede agregar a la composición curable durante el mezclado o antes del mezclado para formar la composición curable que se va a curar.

En una modalidad, (I) por lo menos un compuesto de epóxido; (II) por lo menos una fenalcamina; y (III) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado, se pueden mezclar todos juntos en un recipiente de mezclado. En otra modalidad preferida de la presente invención, la composición curable se puede producir mezclando uno o más de los compuestos (l)-(lll) como una composición “de lado A” con uno o más compuestos (l)-(lll) como una composición “de lado B”. Por ejemplo, el lado A puede contener el compuesto de epóxido mezclado con el compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado u otros aditivos opcionales; y el lado B puede contener generalmente el endurecedor de fenalcamina. En otra modalidad, el lado B, además del endurecedor de fenalcamina, puede contener un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado u otros aditivos opcionales.

Todos los compuestos de la composición curable típicamente se mezclan y dispersan a una temperatura que permite la preparación de una composición de resina epóxica curable eficaz, que tiene el equilibrio deseado de propiedades para una aplicación particular. Por ejemplo, la temperatura durante el mezclado de todos los componentes puede ser en general de aproximadamente 0°C a aproximadamente 80°C, en una modalidad; y de aproximadamente 10°C a aproximadamente 40°C en otra modalidad. Temperaturas de mezclado más bajas ayudan a minimizar la reacción del epóxido y el endurecedor en la composición, para maximizar la vida útil de la composición.

La preparación de la composición curable de la presente invención, y/o cualquiera de los pasos de la misma, puede ser un proceso por lotes o continuo. El equipo de mezclado usado en el proceso puede ser cualquier recipiente y equipo auxiliar conocido para los expertos en la materia.

El procedimiento de la presente invención incluye curar la composición de resina curable para formar un producto termofraguado o curado. La composición de resina epóxica curable de la presente invención provee productos curados que tienen propiedades de flexibilidad.

El procedimiento de curación de la composición curable se puede efectuar a una temperatura predeterminada y durante un tiempo predeterminado suficiente para curar la composición, y la curación puede depender de los endurecedores usados en la composición. Por ejemplo, la temperatura de curación de la composición puede ser en general de aproximadamente -5°C a aproximadamente 200°C, en una modalidad; de aproximadamente 10°C a aproximadamente 190°C en otra modalidad; y de aproximadamente 20°C a aproximadamente 175°C en otra modalidad más.

En general, el tiempo de curación de la composición de resina curable se puede elegir entre aproximadamente 1 minuto y aproximadamente 24 horas, en una modalidad; entre aproximadamente 5 minutos y aproximadamente 8 horas en otra modalidad; y entre aproximadamente 10 minutos y aproximadamente 4 horas en otra modalidad más. Un tiempo menor de aproximadamente 1 minuto puede ser demasiado corto para asegurar una reacción suficiente bajo las condiciones de procesamiento convencionales; y un tiempo mayor de 24 horas aproximadamente puede ser demasiado largo para ser práctico o económico.

El producto curado de resina epóxica (esto es, el producto entrelazado hecho de la composición curable) de la presente invención muestra varias propiedades mejoradas sobre los productos curados de resina epóxica convencionales. Por ejemplo, el producto curado de la presente invención puede tener, convenientemente, una temperatura de transición de vidrio (Tg) alta.

Por ejemplo, el producto curado de la presente invención exhibe una temperatura de transición de vidrio en general de entre aproximadamente 20°C y aproximadamente 200°C, en una modalidad; entre aproximadamente 30°C y aproximadamente 180°C en otra modalidad; y entre aproximadamente 40°C y aproximadamente 150°C en otra modalidad más. La Tg del producto curado de resina epóxica de la presente invención se puede medir mediante el método descrito en ASTM D 3418 con una velocidad de rampa de 10°C por minuto.

El producto termofraguado curado producido con la composición de la presente invención exhibe excelentes propiedades, tales como resistencia a la corrosión, hidrofobicidad, flexibilidad, y/o biodegradabilidad.

La composición curable de la presente invención se puede usar para fabricar un producto termofraguado curado, tal como un material compuesto, encapsulante de membrana de agua, infraestructura, adhesivo, y similares. Por ejemplo, la composición curable se puede usar en aplicaciones que incluyen aplicaciones electrónicas tales como formulaciones de subrelleno de flujo capilar y formulaciones de adhesivo eléctricamente conductoras. La composición de resina curable también se puede usar como diluente reactivo limpio para aplicaciones electrónicas, formulaciones de adhesivo eléctricamente conductoras (ECA), y para aplicaciones de curación por UV (esto es, por ejemplo, revestimientos), formulaciones de curación UV para tintas y revestimientos, y aplicaciones de laminado. También pueden ser posibles otras aplicaciones de revestimiento adicionales.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos ilustran adicionalmente la presente invención en detalle, pero se considera que no limitan el alcance de la misma.

A continuación se explican varios términos, designaciones y materiales usados en los siguientes ejemplos: “AHEW” Representa peso equivalente de hidrógeno de amina.

VORAFORCE™ TF303 es una resina epóxica modificada que tiene un EEW de aproximadamente 171 y está disponible comercialmente de The Dow Chemical Company.

D.E.H™ 641 es un endurecedor de fenalcamina que tiene un AHEW de alrededor de 125 y está disponible comercialmente de The Dow Chemical Company.

El alcohol bencílico es un diluente y está disponible comercialmente de Hubei Greenhome.

SP-F es un mono- y di-(a-metilbencil)fenol, usado como acelerador, y está disponible comercialmente de Sanko.

“MXDA” es 1 ,3-bencenodimetanamina, usado como agente de curación y disponible comercialmente de Mitsubishi.

Jeffamine D230 es una poliéter amina, usada como agente de curación y disponible comercialmente de Huntsman.

“AEP” representa aminoetilpiperazina.

D.E.H. 39 es AEP usado como agente de curación y disponible comercialmente de The Dow Chemical Company.

“IPDA" representa isoforona diamina, usada como agente de curación y disponible comercialmente de Degussa.

“Ancamine K54” es 2,4,6-tris[(dimetilamino)metil]fenol, usado como catalizador, y disponible comercialmente de Air Products and Chemicals, Inc.

El siguiente equipo analítico estándar y los métodos se usan en los ejemplos: Prueba de liberación exotérmica de temperatura pico de exoterma y reactividad El experimento de liberación exotérmica usado en los ejemplos se describe en “Exothermic performance and characteristic of the reaction”, UPPC AG de Dow, versión 1.0, 2008; y se usa para comparar la reactividad de los diferentes sistemas epóxicos. El método de prueba de liberación exotérmica se puede describir como sigue: (1 ) La cantidad de muestra usada en el método debe ser de por lo menos 100 g de VORAFORCE™ TF303 y aproximadamente 100 g de endurecedor. La medición se realiza sobre 100 g en total de la muestra (resina + endurecedor). (2) La relación de mezclado usada en el método se basa en el siguiente cálculo estequiométrico: AHEW * 100/EEW = peso de endurecedor por 100 g de resina epóxica (3) El equipo y dispositivos usados en el método incluyen los siguientes: (i) un laboratorio con control de temperatura (23 ± 1 °C) y control de humedad (50 ± 5%); (ii) una espátula para agitar la resina y el endurecedor; (iii) una balanza con precisión de 0.01 g; (iv) un vaso de papel polirrevestido de 200 mi con las siguientes dimensiones: Diámetro externo -fondo - 52 mm Diámetro externo -parte superior - 75 mm Altura general - 90 mm (v) un recipiente aislante para el vaso de papel; (vi) dos sensores de temperatura con dos termómetros digitales de cuatro canales y termopares de tipo K. La precisión de los sensores debe estar a 23 ± 0.5°C es ± (0.2% lectura + 1 °C); y (vii) dos cajas de prueba (cada una con 3 celdas). (4) Los procedimientos usados en el metodo incluyen: (i) acondicionar las muestras en el laboratorio a 23 ± 1 °C durante al menos 1 hora; (ii) poner el vaso de papel en el recipiente aislante; pesar la cantidad estequiométrica de resina en el vaso de papel; y llenar el vaso a 100 g con la cantidad estequiométrica de endurecedor; (iii) después de pesar el vaso de papel con la resina e ingredientes endurecedores, inmediatamente empezar a mezclar la resina y el endurecedor en el vaso de papel durante dos minutos hasta obtener un sistema homogéneamente mezclado; (iv) poner el vaso de papel con el sistema homogéneamente mezclado fuera del recipiente aislante, colocarlo en la celda de la caja de prueba debajo de los termopares e iniciar el registro de datos; y (v) repetir el procedimiento anterior para la siguiente muestra.

La “temperatura pico de liberación exotérmica” se define como la temperatura más alta de los datos registrados. La “reactividad” es indicada por el tiempo desde el punto de inicio del registro hasta el punto de temperatura más alta. Este método se usa ampliamente en la industria de epóxidos como la prueba de liberación exotérmica y la actividad de reacción.

Los siguientes ejemplos se indican para ilustrar varias modalidades de la presente invención; se considera que no limitan el alcance de la presente invención. A menos que se indique de otra manera, todas las partes y porcentajes de los siguientes ejemplos son en peso.

Ejemplo 1 v Ejemplos comparativos A a D Se prepararon varios sistemas epóxicos usando las composiciones descritas en la tabla I. El D.E.H.™ 641 se sintetiza con un líquido de la cáscara de nuez del anacardo (CNSL) que tiene un grado de descarboxilación >90%. En el ejemplo 1 , el D.E.H.™ 641 se hace reaccionar con VORAFORCE™ TF303, mientras que en los ejemplos comparativos A, B, C y D, los agentes de curación descritos en la tabla I se hacen reaccionar con VORAFORCE™ RF303 en una cantidad estequiométrica igual.

Tabla 1 El sistema epóxico del ejemplo 1 mostró una temperatura pico de exoterma (54.4°C) mucho más baja que los sistemas epóxicos de los ejemplos comparativos A a D. Además, el sistema epóxico del ejemplo 1 a la temperatura de exoterma más baja mantuvo una reactividad relativa más rápida (54.4°C, 150 minutos [min]) que los sistemas epóxicos del ejemplo comparativo A (231.4°C, 125 min), el ejemplo comparativo B (180.9°C, 198 min), el ejemplo comparativo C (191.6°C, 247 min) y el ejemplo comparativo D (28°C, 900 min).

Como se ilustra en la figura 1 , la gráfica de temperatura pico contra el tiempo para alcanzar el pico (reactividad), muestra que el sistema epóxico del ejemplo 1 se localiza en el cuadrante inferior izquierdo de la gráfica, lo que indica que el sistema epóxico del ejemplo 1 exhibe un equilibrio entre exoterma bajo (<125°C) y reactividad alta (<150 min), mientras que los sistemas epóxicos de los ejemplos comparativos A a D están localizados en el cuadrante superior izquierdo o el cuadrante inferior derecho, lo que indica que los ejemplos comparativos no exhiben un equilibrio entre el exoterma y las propiedades de reactividad.

Ejemplos 2 a 4 y Ejemplo comparativo E Como se describe en la tabla II, la composición del ejemplo 2 contiene 10% de SP-F y 90% de D.E.H.™ 641 como agente de curación; la composición del ejemplo 3 contiene 10% de SP-F, 10% de alcohol bencílico y 80% de D.E.H.™ 641 como agente de curación; y la composición del ejemplo 4 contiene 10% de SP-F, 10% de alcohol bencílico, 2% de D.E.H.™ 39 y 78% de D.E.H.™ 641 como agente de curación. La composición del ejemplo comparativo E contiene 10% de DMP-30 y 90% de D.E.H.™ 641 como agente de curación.

Tabla El sistema epóxico del ejemplo 2 mostró sobre 30°C una temperatura pico de liberación exotérmica más baja (92.0°C) en comparación con el ejemplo comparativo E (126.6°C), y también reactividad más rápida (80 min) en comparación con el ejemplo comparativo E (88 min).

El sistema epóxico del ejemplo 3 mostró sobre 60°C una temperatura pico de liberación exotérmica más baja (89.9°C) en comparación con el ejemplo comparativo E (126.6°C), y también reactividad más rápida (64 min) en comparación con el ejemplo comparativo E (88 min).

El sistema epóxico del ejemplo 4 mostró sobre 45°C una temperatura pico de liberación exotérmica más baja (109.6°C) en comparación con el ejemplo comparativo E (126.6°C), y también reactividad más rápida (60 min) en comparación con el ejemplo comparativo E (88 min).

La presente invención indicó una composición de agente de curación para resinas epóxicas que comprende por lo menos una fenalcamina mezclada con al menos un fenol o fenol novolac que tiene por lo menos un sustituyerne alfa-metilbencilo o alfa,alfa-dimetilbencilo como acelerador o catalizador. Las fenalcaminas se preparan con CNSL. La composición de agente de curación de la presente invención indica una temperatura pico de liberación exotérmica muy baja a temperatura ambiente, manteniendo al mismo tiempo una reactividad alta en comparación con otros agentes de curación convencionales. La composición de agente de curación de la presente invención se puede aplicar para encapsulación, colado, materiales compuestos y otras aplicaciones que requieren una liberación exotérmica baja durante la reacción.

Claims (23)

1. REIVINDICACIONES 1.- Una composición de agente de curación que comprende: (a) por lo menos una fenalcamina; y (b) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado. 2 - La composición de agente de curación de la reivindicación 1 , en donde la fenalcamina comprende una fenalcamina producida a partir de etilendiamina. 3.- La composición de agente de curación de la reivindicación 1 , en donde la fenalcamina comprende un polímero del líquido de la cáscara de nuez del anacardo con formaldehído y etilendiamina. 4.- La composición de agente de curación de la reivindicación 1 , en donde el compuesto de fenalcamina comprende un producto preparado mediante una reacción de Mannich del líquido de la cáscara de nuez del anacardo con formaldehído y una poliamina. 5.- La composición de agente de curación de la reivindicación 1 , en donde el compuesto de fenalcamina comprende un compuesto definido por la estructura (I) siguiente: Estructura (I) en donde R0 y Ro pueden ser, cada uno, un alquilo recto con 15 carbonos y de 0 a 3 enlaces C=C, o un alquilo recto con 17 carbonos y de 1 a 3 enlaces C=C; R-i y R2 pueden ser, cada uno, hidrógeno (-H) o hidroxilo (-OH); R0 puede ser hidrógeno (-H) o carboxilo (-COOH); a puede ser de 0 a 2; b puede ser 0 o un número natural menor o igual que 20; c puede ser 0 o 1 ; a+b+c ¹ 0; X, , X2 y X3 pueden ser, cada uno, un grupo bivalente o multivalente. 6.- La composición de agente de curación de la reivindicación 5, en donde R0 y R0· pueden ser, cada uno, un alquilo recto con 15 carbonos y de 0 a 3 enlaces C=C seleccionados del grupo que consiste en -C 15 H 3 ? , -C15H29, -C 5H27 y -C15H25, o un alquilo recto con 17 carbonos y de 1 a 3 enlaces C=C seleccionados del grupo que consiste en -C17H33, - C 17 H 31 y— C17H29. 7.- La composición de agente de curación de la reivindicación 5, en donde X^ X2 y X3 pueden ser, cada uno, un grupo bivalente o multivalente seleccionado del grupo que consiste en un etileno alifático, un amino etileno, un polioxialquileno, un compuesto acicloalifático, un compuesto aromático y un compuesto con estructura policíclica. 8.- La composición de agente de curación de la reivindicación 1 , en donde el compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado incluye dos sustancias en las que un fenol o fenol novolac tiene por lo menos un sustituyente alfa-metilbencilo o alfa.alfa-dimetilbencilo. 9.- La composición de agente de curación de la reivindicación 8, en donde el derivado de alfa,alfa-dimetilbencilo lleva uno o más grupos t-butilo. 10.- La composición de agente de curación de la reivindicación 9, en donde los grupos t-butilo se introducen incluyendo isobutileno como reactivo en la composición. 1 1.- La composición de agente de curación de la reivindicación 8, en donde el compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado se prepara a partir de fenol o fenol novolac por medio de alquilación con estireno o alfa-metilestireno catalizada por ácido. 12 - La composición de agente de curación de la reivindicación 1 , en donde la proporción en peso de la fenalcamina al compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado, es suficiente para formar una composición de agente de curación para un compuesto de epóxido. 13.- La composición de agente de curación de la reivindicación 12, en donde la proporción en peso de la fenalcamina al compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado es de aproximadamente 1 : 1 a aproximadamente 99: 1. 14.- La composición de agente de curación de la reivindicación 1 , en donde la composición de agente de curación tiene una temperatura pico de liberación exotérmica a temperatura ambiente menor de aproximadamente 125 °C, mientras que la composición de agente de curación mantiene una reactividad menor de aproximadamente 150 minutos. 15.- Un procedimiento para preparar una composición de agente de curación, que comprende mezclar: (a) por lo menos una fenalcamina, y (b) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado para formar una composición de agente de curación para un compuesto de epóxido. 16.- Una composición curable que comprende: (I) por lo menos un compuesto de epóxido; (II) por lo menos una fenalcamina; y (III) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado. 17.- La composición curable de la reivindicación 16, en donde el compuesto de epóxido comprende por lo menos un componente de resina epóxica líquida (LER) para formar la matriz epóxica en una composición curable final. 18.- La composición curable de la reivindicación 16, caracterizada además porque incluye un segundo agente de curación separado y diferente de los compuestos (II) y (III), un relleno, un diluente reactivo, un agente de flexibilización, un auxiliar de procesamiento, un agente de endurecimiento, o una mezcla de los mismos. 19.- Un procedimiento para preparar una composición curable, que comprende mezclar: (I) por lo menos un compuesto de epóxido; (II) por lo menos una fenalcamina; y (III) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado. 20.- Un procedimiento para preparar un producto termofraguado, que comprende: (i) proveer una mezcla de: (I) por lo menos un compuesto de epóxido; y (II) por lo menos una fenalcamina; y (III) por lo menos un compuesto de fenol estirenado o fenol novolac estirenado; y (ii) curar la composición curable del paso (i). 21.- El procedimiento de la reivindicación 20, en donde el paso de curación (ii) se efectúa a una temperatura de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 25 °C; y a una humedad relativa de 55±5 por ciento. 22.- Un artículo termofraguado curado preparado mediante el procedimiento de la reivindicación 20. 23.- El artículo termofraguado curado de la reivindicación 22, en donde el artículo termofraguado es un material compuesto.