TW201009017A - Curable resin composition - Google Patents

Description

201009017 * 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種樹脂組合物。更明確言之，本發明係 關於-種包含可固化樹脂之組合物，且其特別可應用於修 補損壞的絕緣體及/或用於為封裝物品及纜線或電線接頭 提供環境上的保護。 本申請案主張2008年7月11曰申請之美國專利申請案第 12/171,821號之優先權。 〇 【先前技術】 樹脂已應用於電力、公共事業及電信設備中，用在密 封、提供環境上的保護、及為封裝物品及電纜或電線接頭 周圍修補損壞之絕緣體。在電信設備中，信號傳輸裝置 (諸如電纜或光纜）通常包含許多獨立接頭，其中每一個傳 導一個信號。 樹脂通常是以兩個或多個部分或組分獲得。該組分中之 成份（常常保留於分開的區塊中）混合且相互反應，並塗覆 於仏號傳輸裝置或纜線接頭或其中一部份。該組分然後相 互反應形成樹脂，通常包括交聯，以固化該樹脂。 有些已存在之樹脂包括一或多種胺基甲酸酯、環氧或聚 醋組分。雖然許多基於胺基曱酸酯之樹脂享有低造價成 本’但基於胺基曱酸酯之樹脂含有異氱酸酯官能基，其仍 具有無數缺點。一些商業用樹脂之使用者可在化學上常見 到含異氰酸酯之化合物，且基於胺基甲酸酯之組合物通常 在水存在下容易出現泡沫。 141502.doc 201009017 基於環氧之樹脂通常有彈性，但造價成本高，且於樹脂 形成期間可能出現放熱反應。纜線接頭、導線管、絕緣 體、連接裝置及連線終端組件可能因使用該樹脂而損壞。 基於聚酯之樹脂造價低，但通常硬度低與彈性低且Sh〇re A硬度通常不超過約20。 因習知之樹脂材料具有該等多種缺點，故需要一種對水 解反應安定、具有增加的硬度、有彈性且造價降低之樹脂 組合物。亦需要一種具有低放熱值之對環境無害之樹脂。 【發明内容】 本發明之不同實施例提供可固化樹脂之組合物，可用於 修復損壞的絕緣體及/或用於保護纜線接頭、導線管及相 似裝置與結構。在一態樣中，本發明之樹脂組合物通常包 括至少一種具有酸酐反應位點之酸酐官能化合物、一種具 有多元醇反應位點之多元醇官能化合物、一種具有環氧反 應位點之環氧官能化合物、一種胺基▼酸酯多元醇官能化 化合物、及一種催化劑。 在另一態樣中，提供一種可固化的樹脂組合物套件，其 包含第一區塊，其包含至少一種具有酸酐反應位點之酸酐 官能化合物及至少一種具有環氧反應位點之環氧官能化合 物；及第二區塊’纟包含至少-種具有多元醇反應位點之 多疋醇官能化合物及至少一種具有胺基曱酸酯多元醇反應 位點之胺基甲酸酯多元醇官能化合物。 在又一態樣中，提供一種封裝信號傳輸裝置之方法其 包括提供信號傳輸裝置及一種套件，其包括第一區塊，包 141502.doc -4- 201009017 含至少一種具有酸酐反應位點之酸酐官能化合物及至少一 種具有環氧反應位點之環氧官能化合物，及第二區塊，包 含至少一種具有多元醇反應位點之多元醇官能化合物，至 少一種具有胺基甲酸酯多元醇反應位點之胺基甲酸酯多元 醇官能化合物’及一種催化劑；混合第一區塊之組分與第 二區塊之組分，形成反應混合物；及將該反應混合物塗覆 於裝置。 在本發明之多種實施例中，本發明之可固化樹脂組合物 之組分可以分成兩個或更多個部份提供。該組分可以混合 及相互反應’形成及固化該樹脂組合物。在一些實施例 中，本發明之樹脂組合物通常於室溫下固化。 本發明之多種實施例提供可固化樹脂組合物，其對水解 反應安定，具有增加的硬度，放熱低或無放熱，有彈性且 製造成本相當低* 本發明之多種實施例提供用於封裝信號傳輸裝置或封裝 物件之可固化樹脂之組合物。該組合物可用於修復損壞的 絕緣體及/或用於為所塗覆的組件提供環境上的保護。 【實施方式】 當本發明之樹脂組合物固化時，其通常包括至少—種具 有酸酐反應位點之酸酐官能化合物、一種具有多元醇反應 位點之多元醇官能化合物、一種具有環氧反應位點之環氧 官能化合物、一種胺基曱酸酯多元醇官能化合物及—種催 化劑。在多種實施例中’形成本發明之樹脂組合物之組分 可在兩個或多個區塊中提供》在形成樹脂前，該兩個或多 141502.doc 201009017 個區塊互相分離。 本發明之可固化樹脂組合物通常包括至少一種具有酸針 反應位點之酸酐官能化合物。具有酸酐反應位點之聚合 物、寡聚物、或單體適用為酸酐官能化合物。適用於形成 本發明之可固化樹脂組合物之酸酐官能化合物實例包括苯 乙烯順丁烯二酸酐（sma)、聚（甲基乙烯基醚-共-順丁稀二 酸針）（諸如購自ISP之Gantrez AN 119)、與順丁埽二酸肝接 枝之聚丁二稀（諸如購自Sartomer之"Ricon MA”產品系列與 購自Synthomer之”Lithene"產品系列）及其組合。酸酐官能 化合物之含量可佔樹脂總重量之約3 〇重量百分比（重量％) 至約60重量％之間。 可固化樹脂亦可包含至少一種具有多元醇反應位點之多 元醇官能化合物。具有多元醇反應位點之聚合物、募聚 物、或單體適用為多元醇官能化合物。適用於形成本發明 之可固化樹脂組合物之多元醇官能化合物實例包括莲麻油 多元醇，諸如0&3?〇1 5 004、？〇1丫<;丨11]^3 65等。多元醇官能 化合物之含量可以佔樹脂總重量之約10重量％至約25重量 %之間。 可固化樹脂組合物亦可包括具有環氧基反應位點之環氧 基官能化合物。具有環氧反應位點之聚合物、募聚物、或 單體適用為環氧官能化合物。適用於形成本發明之可固化 樹脂組合物之環氧官能化合物之實例包括雙酚_A_環氧樹 脂（EPON 828或2-[[4-[2-[4-(環氧乙烷-2-基曱氧基）笨基] 丙-2-基]苯氧基]甲基]環氧乙烷）、大豆油、亞麻籽油及其 141502.doc 201009017 組合。環氧官能化合物之含量可以佔樹脂組合物總重量之 約15重量％至約40重量％之間。 樹脂組合物可包含至少一種具有胺基甲酸酯多元醇反應 位點之胺基甲酸酯多元醇官能化合物。具有反應性胺基甲 酸酯與多元醇位點之聚合物、寡聚物、或單體適用為本發 明之胺基曱酸酯多元醇官能化合物。適用於形成本發明之 可固化樹脂組合物之胺基甲酸酯多元醇官能化合物之實例 包含胺基甲酸酯-二醇（諸如市售物KFLEX UD320-100)、聚 胺基甲酸酯-二醇及其組合。胺基曱酸酯多元醇官能化合 物之含量可以佔樹脂組合物總重量之約5重量％至約15重 量％之間。 在本發明之多種實施例中，可使用催化劑加速反應製程 並固化該樹脂組合物。適用為催化劑之化合物實例包括 胺、錫及其組合。在本發明之多種實施例中，第三胺（諸 如DMP 30/2,4,6-參（二曱基胺基甲基）苯酚）可作為催化劑使 用。催化劑之含量可以佔樹脂組合物總重量〇重量％以 上，但低於或等於約2 5重量％。在一些實施例中，樹脂組 合物係於室溫下固化。在另一些實施例中，樹脂組合物可 於加溫下固化。 在多種實施例中’此等組分可分成兩個或更多個區塊提 供’在形成及固化樹脂之前’彼等互相分離。可藉由打破 选封層’混合該等區塊’讓組分混合且相互反應，形成並 固化樹脂。多種樹脂組合物可在室溫下固化。本發明一項 實施例中，可藉由提高溫度、使用催化劑等固化樹脂。 141502.doc 201009017 在多種實施例中，形成樹脂組合物之組分可分成兩個或 更多個部份或區塊提供。例如，至少一種酸酐官能化合物 與至少—種環氧官能化合物可在同一區塊中提供。另一區 塊可包含至少一種多元醇官能化合物與至少一種胺基曱酸 醋多元醇官能化合物。催化劑可在任一區塊中提供，但通 常係在亦含有多元醇之區塊中提供。在分離的區塊中保持 反應物分離很重要。例如，習此相關技藝之人士應知道要 分開保存多元醇官能化合物與酸酐官能化合物。 在本發明之一些實施例中，樹脂之兩部份可倒入兩個由 密封層分離之分離區塊中。密封層可由微纖維製作的材料 組成或包括該材料，並具有可打破之密封層之功能。該可 打破之密封層可藉由施力而破損，讓兩個區塊之組分混合 且相互反應。可在標題為「可破裂密封層（Rupturable Seal)」之美國專利第6 893 696號（Hansen等人）中找到適宜 之兩件式傳遞裝置之更詳細描述，為此目的該描述係以引 用的方式併入文中。 在本發明之多種實施例中’當讓至少兩個區塊之組分混 合且相互反應時，包括一個酸酐官能基之一種或多種材料 之醇縮合反應可形成樹脂組合物之酯組分。例如，包括一 個酸針官能基之一種或多種材料可與包括一個多元酵官能 基之材料反應’形成酯官能化合物。在本發明之多種實施 例中’酯官能化合物可包括基於聚酯之化合物。包括酸針 官能基之一種或多種材料進一步與胺基曱酸酯多元醇官能 化合物反應，提供胺基曱酸酯。此外，自醇縮合反應產生 14I502.doc 201009017 之半酸可與環氧及胺基曱酸酯反應，形成樹脂組合物之環 氧及胺基甲酸酯組分，藉此為該組合物賦與聚酯、環氧及 胺基甲酸酯特性。 當固化時，樹脂可作為信號傳輸裝置（例如纜線接頭）之 封裝劑使用。在多種實施例中，一個纜線接頭可包括一個 封口、至少—個信號傳導器與至少一個連接裝置。該信號 傳導裝置可傳輸信號，例如電子信號、或光信號，等。 0 固化樹脂組合物之Shore A硬度可在約30至約90之間， 約50至約9〇之間，或甚至約7〇至約9〇之間。固化組合物可 具有約1·03χ1〇6 N/m2至約4 13χ1〇6 N/m2之抗張強度。固化 樹脂可具有約78xl〇5 V/m至約l77xl05 V/m之介電擊穿電 壓。 本發明之目的與優點可藉由下列實例進一步說明，但在 此*等實例中所採用之特定材料及其數量與其他條件及細節 不應過分限制本發明。 0 實例 在以下實例中’依不同比例使用下表之市售化合物商 品。表1列出每種化合物之功能或官能基，如下指出： 「AFC」酸酐官能化合物 「EFC」環氧官能化合物 「pFC」多元醇官能化合物 「UPFC」胺基甲酸酯多元醇官能化合物 「s」 溶劑 「CA」 催化劑 141502.doc 201009017 「p」 増塑劑 操作中諸如列於表1中之組分可依多種比例一起使 用，並分成兩個或更多個部份提供。該等兩個或更多個部 份可混合在一起，形成固化樹脂組合物。在本發明之多種 實施例+，樹月旨組合物可於室溫下固化。彳旦在一些實施例 中，樹脂可於加溫下固化，以加快固化製程。 表1 組分表 材料 說明 -- 功能 GantrezAN 119 眾(甲基乙稀基鍵/順丁稀 ISP Corp. AFC 具35/〇 '月匕化順 烯二酐之聚丁二烯 (RiconMA， Lithene) • —.L2. 具有35%官能化之與順丁稀二酸 酐接枝之聚丁二烯主鍵 Sartomer Synthomer AFC EPON 828 雙酚-A-環氧樹脂(2-[[4-[2-ϊϊ^~ 氧乙烷-2-基甲氧基）苯基]丙_2_ 基]苯氧基1Τ基]環氧乙烷） Resolution Performance Products EFC DMP 30 2,4,6-參(二曱基胺基甲基)苯酚， 環氧加速劑 Near Chemical Specialties, Inc. CA RUETASOLV DI 雙(異丙基)萘 Rutgers Kureha Solvents GmbH S KFLEX UD 320-100 100%活性胺基甲酸酯二醇 King Industries UPFC NEVCHEM LR 烴樹脂溶液 Neville Chemicals s CASPOL 5004 含高量一級羥基之多元醇 Caschem, Inc. PFC PLASTHALL S-73 環氧化樹脂酸2-乙基己酯，環氧 酯增塑劑 The C.P. Hall Company P VIKOFLEX 7170 環氧化大豆油 Atofina Chemicals Inc. EFC SMA2625P 苯乙缔順丁稀二酸酐杜聚物 Sartomer AFC XM308 聚酯多元醇 King Industries Polyol POLYCIN M365 蓖麻油多元醇 Caschem Polyol 對於下述說明之實例中，列於表1之一種或多種組分依 多種不同比例使用，且獲得數種可固化樹脂組合物。表 2、3與4提供就此闡述之實例中使用之組分及其佔總樹脂 141502.doc 201009017 重量之比例。提供的實例說明一種分成兩部份之可固化樹 脂組合物。但咸理解，該等組分亦可分成多於兩部份提 供，其可混合在一起，形成固化樹脂組合物。 表2 實例1 組分 重量％ 當量重 (佔總樹脂計） (莫耳分率） A部份 具35%官能化順丁烯二酸之聚丁二烯 30 0.4 GANTREZ AN 119 (30% Ruetasolv DI 懸浮液） 19.7 0.59 NEVCHEM LR (萘） 18.4 EPON 828 35.7 0.69 B部份 RUETASOLV DI 14.7 — NEVCHEM LR 25.4 — KFLEX UD 320-100 9.2 0.34 CASPOL 5004 9.7 0.33 POLYCIN M3 65 5.2 0.3 DMP 30 7 —

實例1 根據本發明之可固化樹脂組合物係依上表2所示分別製 成A部份與B部份之兩個部份。樹脂組合物之A部份之形成 Θ 法如下。首先，混合30份具有35%官能度之與順丁烯二酸 接枝之聚丁二烯及19.7份之〇八>^1^2八>^119(形成30%之 RUETASOLV DI懸浮液）、18.4份之NEVCHEM LR及 35.7% EPON 828。混合該組合，直至溫度均勻為止。 樹脂組合物之B部份係混合14.7份之RUETASOLV DI、 25.4份之NEVCHEM LR、9.2份之KFLEX UD 320-100、9.7 份之 CASPOL 5004、5.2 份之 POLYCIN M365 及 7 份之 DMP 30形成。混合該組合直至混合物均勻為止。 141502.doc -11 - 201009017 在23°C溫度下，可固化樹脂組合物之兩部份歷經約20分 鐘固化。上述實例1提供一種具有約2.84xl06 N/m2之抗張 強度、約13.5xl05 V/m之介電強度及約80之Shore A硬度之 固化樹脂。 表3 實例2 組分 重量％ (佔總量） A部份 經35%順丁烯二酸官能化之聚丁二烯 31.6 SMA2625P 7.2 VIKOFLEX 7170 33 EPON 828 14.4 B部份 XM308 3 KFLEX UD 320-100 6.8 DMP 30 3.2 實例2 根據本發明之可固化樹脂組合物係製成如下之A部份與 B部份之兩部份。首先，混合31.6份具有35°/。官能化之與順 丁烯二酸接枝之聚丁二烯與7.2份之SMA 2625P、33份之 VIKOFLEX 7170、及14.4份之EPON 828。攪拌該組合物直 至混合物均勻為止。 B部份係藉由混合3份之XM308、6.8份之KFLEX UD 320-100、及3.2份之DMP 30製備，且攪拌其直至混合物均 勻為止。 將可固化樹脂組合物之兩部份，A部份與B部份，倒入 分離之獨立區塊中。稍後，讓A部份與B部份組合，且在 室溫下固化，以提供固化樹脂組合物。該固化組合物具有 141502.doc -12- 201009017 約0·68χ106 N/m2至約1.37xl06 N/m2之抗張強度、約 98.5x1 05 V/m之介電強度及約35至約45之Shore A硬度。 表4 實例3 組分 重量％ (佔總量） A部份 經35%順丁烯二酸官能化之聚丁二烯 47.6 GANTREZ AN 119 3.4 RUETASOLV DI 13.7 EPON 828 15.3 B部份 KFlex UD 320-100 13.6 PLASTHALL S-73 1.61 DMP 30 4.8

實例3 根據本發明之可固化樹脂組合物係製成如下之A部份與 B部份之兩部份。A部份係混合47.6份之具有35%官能化之 與順丁烯二酸接枝之聚丁二烯與3.4份之GANTREZ AN 119、13.7 份之 RUETASOLV DI 及 15.3 份之 EP0N制得。擾 拌該組合物直至混合物均勻為止。 B部份係藉由混合13.6份之KFLEX UD 320-100與1.61份 之PLASTHALL S-73、4.8份之DMP 30製備且攪拌至形成 均勻混合物。 將這兩部份可固化樹脂組合物，A部份與B部份，倒入 分離之獨立區塊中。 稍後，讓A部份與B部份組合，且在室溫下固化，提供 固化樹脂組合物。該固化組合物具有約0.58xl06 N/m2至約 1.05xl06 N/m2 之抗張強度、約90.5xl05 V/m 至約 130xl05 141502.doc -13- 201009017 V/m之介電強度、及約79至約89之Shore A硬度。 熟悉此技術者顯然可在不脫離本發明範圍與主旨下對本 發明進行多種修飾及改變。應理解，無意藉由文中前述說 明之實施例與實例過分限制本發明，且該等實例與實施例 係舉例說明，且本發明之範圍僅受下文中說明之請求項限 制。 141502.doc -14-

Claims (1)

1. 201009017 七、申請專利範圍： 1 · 一種可固化樹脂組合物，其包括： (a) 至少一種具有酸酐反應位點之酸酐官能化合物； (b) —種具有多兀醇反應位點之多元醇官能化合物； . (〇 一種具有環氧反應位點之環氧官能化合物； (d) —種胺基甲酸酯多元醇官能化合物；及 (e) 一種催化劑。 2.如清求項1之樹脂組合物，其可於室溫下固化。 Ο 3.如請求们之樹脂組合物，其中該至少一種酸肝官能化 〇物係選自由下列組成之群：笨乙烯順丁烯二酸酐、聚 (甲基乙烯基醚-共_順丁烯二酸酐）、與順丁烯二酸酐接 枝之聚丁二烯、及其組合。 4.如請求項丨之樹脂組合物，其中該至少一種酸酐官能化 合物之含量佔樹脂總重量之約3〇重量百分比（重量％)至 約60重量％之間。 _ 5.如請求項1之樹脂組合物，其中該多元醇官能化合物之 3量佔樹脂總重量之約10重量％至約25重量％之間。 6.如請求項丨之樹脂組合物，其中該環氧官能化合物係選 自由下列組成之群：雙酚A環氧樹脂、環氧化大豆油、 •環氧化亞麻籽油、及其組合。 7·如請求項1之樹脂組合物，其中該環氧官能化合物之含 量佔樹脂組合物總重量之約丨5重量％至約4〇重量。/〇之 間。 8.如叫求項1之樹脂組合物’其中該胺基甲酸酯多元賻嘗 141502.doc 201009017 能化合物係選自由下列組成之群：胺基甲酸酯-二醇、聚 胺基甲酸s旨-二醉及其組合。 9. 如請求項1之樹脂組合物，其中該胺基甲酸酯多元醇官 能化合物之含量佔樹脂組合物總重量之約5重量％至約i 5 重量％之間。 10. 如凊求項1之樹脂組合物，其中該催化劑包括三級胺。 11. 如请求項1之樹脂組合物，其中該催化劑之含量佔樹脂 組合物總重量之〇重量❶/。以上，但低於或等於約25重量 %。 12.如請求項1之樹脂組合物，其具有約7〇至約9〇之汕〇代A 硬度。 13_如請求項1之樹脂組合物，其具有約78χΐ〇5 至約 177xl〇5V/m之介電擊穿電壓。 14. 如請求項丨之樹脂組合物，其具有約丨〇3χΐ〇6 we至約 4.13xl〇6 N/m2之抗張強度。 、 15. —種用於信號傳輸裝置之封裳南 J展劑，其包括如請求項i之 樹脂組合物。 16. —種可固化樹脂組合物套件，該套件包括. 第一區塊，其包括： 之酸酐官能化合物 之環氧官能化合物 及 及 至少一種具有酸肝反應位點 至少一種具有環氧反應位點 第二區塊，其包括： 點之多元醇官能化合 至少一種具有反應性多元醇位 物；及 141502.doc 201009017 至少一種具有胺基甲酸酯多元醇反應位點之胺基甲 酸酯多元醇官能化合物。 17.如請求項16之套件，其中該第二區塊進一步包括一種催 化劑。 18· —種封裝信號傳輸裝置之方法，其包括： 提供一信號傳輸裝置與一套件，該套件包括： 第一區塊，其包括： 至少一種具有酸酐反應位點之酸酐官能化合物；及 至少一種具有環氧反應位點之環氧官能化合物；及 第二區塊，其包括： 至少一種具有反應性多元醇位點之多元酵官能化 合物；及 至少一種具有胺基甲酸酯多元醇反應位點之胺基 甲酸酯多元醇官能化合物；及 —種催化劑； 混合第一區塊之組分與第二區塊之組分，以形成反應 混合物；及 將該反應混合物塗覆於該裝置。 19.如請求項18之方法，其中該裝置包括纜線。 141502.doc 201009017 四、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：（無） (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 141502.doc