TW201925339A - 基於脂肪酸改質的環氧樹脂與固化劑之固化型組成物 - Google Patents

基於脂肪酸改質的環氧樹脂與固化劑之固化型組成物 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種固化型組成物,其包含至少一種環氧樹脂以及至少一種用於該環氧樹脂之固化試劑,其特徵為:作為環氧樹脂係使用脂肪酸改質的環氧樹脂,及該固化試劑包含至少一種環氧化物-胺加成物,其中該固化試劑包含至少一種環氧化物-胺加成物,也就是由至少一種在分子中具有至少一個環醚基之化合物與至少一種胺化合物所形成之反應產物。

Description

基於脂肪酸改質的環氧樹脂與固化劑之固化型組成物
本發明係關於一種可穩定保存的固化型組成物,其具有至少一種環氧樹脂(E)以及至少一種用於該環氧樹脂(E)之固化試劑。該固化型組成物係適合作為用於反應性膠帶之組分。
為了達到通常遠高於單純的壓敏性黏著劑之黏著強度之高黏著強度,較佳使用反應性黏著劑(也稱為反應型黏著劑),其係由兩種組分構成,即通常為一反應性組分(如反應性樹脂)與一固化劑組分(其能在適當條件下與反應性樹脂反應,並藉此導致反應性黏著劑固化)。基於在固化前良好地潤濕基材,其通過固化產生極高的黏著力,並在固化時也使固化的黏著劑產生高內聚力,而能實現極佳的黏著強度。在此背景下也要說到「結構性黏合」。
於例如汽車製造中,要結構性黏合組件,也就是以極高(>10MPa)的黏著力黏合,大多使用環氧化物系的液態黏著劑。此液態黏著劑係透過控制複雜的配料機施加,且不具初始黏著強度,因此在固化期間必須將組件保持定位。但有少數透過壓敏黏著性的丙烯酸酯 得到之系統在當環氧化物比例大於50%時會失去其壓敏黏著性。但具盡可能高的環氧化物比例會達到特別高的抗剪強度。因此較高比例的環氧化物與隨之而來的較佳黏著力總是不利於壓敏黏著性。期望的是把高環氧化物比例的正面效果與高壓敏黏著性合而為一之黏著劑。對於特別容易施用來說特別以膠帶為較佳的。
在現行技術中可認識到各種在實現高環氧化物比例的同時具有壓敏黏著性之方法:DE 10 2004 031 188 A1中揭示一種黏著劑,其至少係由以下組成:a)一酸或酸酐改質之乙烯基芳烴嵌段共聚物與b)一含環氧基之化合物。藉由樹脂與彈性體的化學交聯,在膠膜內達到極高的強度。為了提高黏著力,也可添加與嵌段共聚物的彈性體嵌段相容之增黏樹脂。該酸或酸酐改質之彈性體與環氧樹脂係以使環氧基與酸酐基的莫耳比正好相等之份量比使用。在使用常見的僅些微改質之彈性體與使用具低環氧當量的低分子量環氧樹脂時,在此情形僅有極少量(基於改質的苯乙烯嵌段共聚物低於10重量%)的環氧樹脂被使用。實質上環氧樹脂係充當用於改質彈性體之交聯劑。
US 6,294,270 B、US 6,423,367 B與US 6,489,042 B敘述一種由環氧化的乙烯基芳烴嵌段共聚物與環氧樹脂所組成的可交聯混合物,尤其是作為黏著劑用於黏合兩個電子組件。主要係說明藉由照射UV光交聯。為此目的,已證實在這裡的最佳解決方案為超過90重量%的極高比例之環氧化的乙烯基芳烴嵌段共聚物。 實質上該環氧樹脂在這裡充當用於改質的彈性體之交聯劑。由上述四個說明書可知,其均必須為反應性樹脂與改質的嵌段共聚物之均勻摻合物,其特徵為至少這兩種組分具有良好的相容性,使環氧樹脂即便在交聯後也分子分散於彈性體相中。因為該環氧樹脂充當交聯劑,所以不會形成交聯的環氧化物相。在其充當交聯劑的功能時,於壓敏黏著系統中使用最多10%的環氧化物。
於DE 10 2011 105 209 A1中敘述一種用於結構性黏合之壓敏黏著性膠帶。其中敘述的現行技術明確指出已知沒有壓敏黏著性系統能在高溫的作用下實現無起皺且無氣泡的結構性黏合。最重要的是,其指出由溶劑系的壓敏性黏著劑沒有形成無氣泡且無溝槽的製品。該問題係透過一種反應性的厚層聚合物解決,其除了可自由基聚合的丙烯酸酯以外還包含5~15%的固態雙酚A環氧化物,且藉由UV光交聯至得到輕微壓敏黏著性的膠帶之程度。
由於這樣,對於壓敏黏著性的系統來說,需要本身為壓敏黏著性的丙烯酸酯系之彈性體,且能以至多15%的環氧化物將其交聯。
在EP 1 028 151 B1中敘述一種丙烯酸酯系的環氧壓敏性黏著劑,其透過順丁烯二酸酐共聚丙烯酸酯一方面形成壓敏黏著性,另一方面能藉此把環氧化物比例令人驚訝地提高到至多50%。其中顯示,固化後的抗剪強度隨著環氧化物的份量而上升,但會失去壓敏黏著性。然而,藉由使用順丁烯二酸酐共聚丙烯酸酯作為 增黏樹脂,可達到至高50%的環氧化物比例,但其中較佳為使用20~40重量%,於實施例中最多使用25重量%。
於EP 0 386 909 A1中敘述一種可藉由UV輻射製造之共聚丙烯酸酯系預聚物,其與潛伏性固化劑和酚醛環氧樹脂混合,並在塗布於帶狀載體材料後藉由UV輻射進一步聚合。該壓敏性黏著劑能以熱後交聯,在此情形於共聚丙烯酸酯基質中的環氧樹脂部分與固化劑部分彼此反應。而為了製造壓敏黏著性的能以熱後固化之環氧化物膠帶,還是需要丙烯酸酯。其中雖然聲稱最高有60%的環氧樹脂,但在依據該發明之實施例中僅實現<51%。
此外,由J.Appl.Polym.Sci.41,467-1990-「Rubber-Modified Epoxides」已知將彈性體添加於環氧樹脂黏著劑。於例如環氧樹脂黏著劑中產生二相形態之常用方法為對未固化的環氧樹脂添加末端基改質的環氧化物反應性聚丁二烯-共聚-丙烯腈共聚物。在此情形該熱塑性聚合物必須溶於未固化的環氧樹脂中,但在固化反應過程中與環氧樹脂聚合物不相容,使其在固化時產生相分離。隨著達到膠凝點,相分離過程停止,使熱塑性或彈性體之聚合物以微觀的球形局部區域(domain)的形態存在於環氧樹脂基質中。於對環氧樹脂添加彈性體時,係在環氧化物基質中形成分散的彈性體相。
於EP 0 927 737 A1中敘述在環氧黏著劑中添加高熔點彈性體粒子(例如耐綸)與端羧基的丁腈橡膠。其中顯示它們即使在固化的膠帶中也以~3μm大的 相分離粒子存在於環氧化物基質中。因此,當它們在固化後係以分離相存在時,彈性體粒子與丁腈橡膠之添加為有利的。此外,固態的雙酚A環氧化物係產生比其液態的衍生物更低的交聯密度。此種所謂的「預浸體」(「預浸漬的纖維」)也為「自黏性」與「發黏的」,但依照定義此種預浸體係由浸漬於環氧化物中的織物組成,該織物提供環氧樹脂一定程度的內聚力。
此外,已知以浸漬了液態樹脂的平面結構物(例如預浸體)來製造由纖維複合塑膠構成的電路板或組件。在此情形其為浸漬了反應性樹脂之紡織的平面結構物。為了產生保存能力與輸送能力,反應性樹脂通常被膠凝化,也就是說起始固化反應並在早期階段停止(所謂的B階段)。此時樹脂產生明顯的黏度上升,這讓浸漬的結構體變得可處理。此種預浸體為壓敏黏著性並因此能於室溫積層在一起。如膠帶,其通常被覆蓋離型裱紙,以使它可堆疊或可捲繞。此現行技術的缺點為膠凝化的預浸物必須冷卻保存,以避免固化反應進一步進行。此外黏度上升減少了黏合時基材表面的潤濕能力。JP 1991282820A以及US 4,859,533中敘述以聚胺甲酸酯或聚乙烯甲醛改良耐衝擊性之預浸體。
聚胺甲酸酯被另外使用於環氧化物混合物中,以達到盡可能低的壓敏黏著性。此係敘述於例如DE 10 2008 053 520 A1中。在WO 2009 09814 A1中所述之由交聯的聚胺甲酸酯與最多50重量%的環氧化物形成之組成成分也會導致非壓敏黏著性的黏著劑。
因此,於上述現行技術中,對於結構性黏合幾乎僅使用液態環氧黏著劑或胺甲酸酯黏著劑。其大多與由彈性體及/或熱塑性塑料所組成的耐衝擊性改質劑混合,而形成分散的彈性體/熱塑性塑料相。這些系統為非壓敏黏著性的。除了預浸體(於預浸體中織物提供環氧樹脂一定程度的內聚力),在上述現行技術中用於結構性黏合的壓敏黏著性的系統僅基於具環氧化物的丙烯酸酯作說明。該丙烯酸酯大多包含環氧官能團,而在固化步驟透過環氧交聯劑來固化該丙烯酸酯。抗剪強度隨著環氧化物比例上升,但其反過來會降低壓敏黏著性。出現壓敏黏著性的一個條件為一定程度的內聚力。其係透過壓敏黏著性的丙烯酸酯提供,並自特定份量的液態環氧化物起劇烈下降。現有的現行技術中主要的缺點為低環氧化物含量,因此讓達到的抗剪強度受限。
自現行技術來看,液態的反應性雙組分黏著劑也能以膠帶形式提供這件事已為人知悉有一段時間,其中雙組分黏著劑係在空間上嵌入成膜劑基質中,該成膜劑基質係被使用於形成空間上穩定的膠膜。
作為反應性黏著劑,其中特別以環氧樹脂-固化劑組成物為人所熟知。具成膜劑基質與具此種反應性系統之膠帶係敘述於DE 10 2015 217 860 A中,即包含一種壓敏性黏著劑之膠帶,該壓敏性黏著劑係具至少一種作為成膜劑之聚合物、任選的一增黏樹脂、與至少一種反應性樹脂及至少一種起始劑及/或固化劑及/或加速劑。反應性樹脂比例相對較高,即每100份的成膜劑聚合物與 增黏樹脂,有至少104份的反應性樹脂。該至少一種聚合物於壓敏性黏著劑的未固化狀態下係以連續的聚合物相存在,並以此方式提供作為所謂的成膜劑。
但期望此種膠帶能提供更高的保存穩定性,特別是在艱難的保存條件(熱、濕度等等)下也是。也就是說通常在膠帶的製造與施用之間在黏合上或多或少有一長期的運送與保存期間,其不得讓黏著製品的品質有實質上的劣化。
基於已知的液態反應性黏著劑,過去不期待已知的雙組分系統能輕易地使用作為(壓敏黏著性的)反應性黏著劑用於基質支撐的膠帶,或是依照已知用於液態黏著劑之方法來改質,因為膠帶的製造與加工受制於其他條件,如液態黏著劑之製造與加工。
膠帶之製造係依照現行技術藉由各種方法進行。一方面,黏著劑的組份-如基礎聚合物(視需要還有基質聚合物)、混合物(視需要還有反應性組分)、添加劑等等-可以在一溶劑中以溶液存在,並由該溶液塗布。為此經常直接使用聚合物溶液,於該聚合物溶液中製造基礎聚合物並視需要接著加入其它組分。於使用環氧樹脂作為黏著劑組分之系統中,通常使用極性溶劑。
但由此產生的問題為:在使用此種溶劑時環氧化物固化劑也會溶解,並因此失去其在固化型組成物之長時間穩定性方面的效果。若環氧化物與固化劑都溶解了,通常預期會立即開始固化,這違背可保存的膠帶之想法。
於另一種製程中,黏著劑之塗布係自熔體進 行,特別是當應要得到無法得自溶液之特別厚的膠帶時。此製程也被稱為熔融加工(melt processing)(別與經常使用於熱熔膠的術語「Hotmelt adhesive」混淆,也就是一種黏著劑,其在施加於待黏合的基材後,或在欲彼此黏合的基材之間被熔化,並藉此產生其最大黏著力)。
在自熔體加工時,黏著劑通常在適合的擠出機中被捏合並混合,視需要脫氣並在接下來透過一噴嘴塗布。熔化以及輸入的剪切能量導致製程中極高的溫度。在此情形,黏著劑的特定組分(例如彈性體)經常必須被溶合,也就是藉由與其它組分(溶合劑)緊密混合才變得可加工。於此種製程中通常有特別高的剪切能量輸入。
其中黏著劑通常也承受非常劇烈的條件。這導致敏感性系統(如反應性組分,用於環氧化物的固化劑也屬於反應性組分)通常無法禁得起此種製程。因此對於熟習本技藝者來說,通常不能把固化型液態黏著劑之反應系統的組分送至要以無溶劑加工之系統。
因此用先前技術已知的系統,要把用於具有環氧化物系的反應性組分之固化型組成物之特定固化劑(也就是確保產生的固化型組成物的保存穩定性高之固化劑)引入適合用於製造厚膠帶之可塗布的黏著劑,而不會讓此固化劑在其固化效果及/或其對保存穩定性的效果有負面變化或甚至破壞是有問題的。
本發明之課題為提供一種固化型組成物,其(特別是在濕熱條件下)特別能穩定保存,以該固化型組 成物即使在輸送條件及/或保存條件下也不會啟動固化反應,或至少僅以不明顯的方式進行固化反應。本身為液態的固化型組成物應較佳地適合使用作為在極厚的反應性膠帶中之反應性黏著劑組分,其中藉由此種反應性膠帶產生的黏合也應表現出良好的耐濕熱性。
此課題能藉由使用一種環氧樹脂系的固化型組成物,也就是一種包含一種以上環氧樹脂的固化型組成物來解決。於該固化型組成物中係添加有至少一種脂肪酸改質的環氧樹脂,且作為用於該環氧樹脂的固化試劑係使用至少一種特定類別的環氧化物-胺加成物。
圖1:
1‧‧‧填充口
2‧‧‧填充部
3‧‧‧輸送螺桿
4‧‧‧注射環
5‧‧‧混練部
5a~5d‧‧‧螺桿機筒
6‧‧‧中心螺桿
7‧‧‧行星螺桿
8a~8d‧‧‧推力環
9a~9d‧‧‧側進料機
10‧‧‧螺桿機筒的牆壁
11‧‧‧製品出口
圖2
2.1‧‧‧玻璃基材
2.2‧‧‧鋼模
2.3‧‧‧槓桿
2.4‧‧‧黏著劑層
2.5‧‧‧壓力
圖1顯示使用於實施例中的行星螺桿式擠出機組態。
圖2顯示使用於頂端剪切測試之裝置組態。
因此,本發明係關於一種固化型組成物,其包含至少一種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)以及至少一種用於該脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)之固化試劑。依據本發明該固化試劑包含至少一種環氧化物-胺加成物。環氧化物-胺加成物依據本發明為由至少一種在分子中具有至少一個環醚基的化合物(以下也稱為化合物A)與至少一種胺化合物(以下也稱為化合物B)所形成之反應產物。
於一較佳方式中,該化合物A包含兩個以上環醚基,也就是說為多官能的。
環醚為包含一個以上基之化合物,該基代表一個以上C-C鍵藉由-O-基橋接(環醚基;依據IUPAC規則C-212.2與R-9.2.1.4以字首「epoxy」稱呼的基),並因此形成由兩個以上碳原子與一個氧原子所構成的雜環。
依據本發明對於化合物A,作為環醚基特佳為使用環氧基,也就是具兩個碳原子與一個氧原子之雜環三元環。
特佳為作為化合物A係使用多官能環氧化合物,也就是具有兩個以上環氧基之化合物(以下稱為化合物A‘;其中該化合物A‘的群組形成化合物A的子群,並因此包含在此群組內)。
固化型組成物之固化特別是透過一種以上反應性樹脂與一種以上固化劑和視需要的加速劑(固化試劑的組分)之反應進行。該固化型組成物包含至少一種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)作為反應性樹脂,但也可包含多種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)。該一種或多種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)可為該固化型組成物中的唯一反應性樹脂,特別是該固化型組成物中的唯一組分,其能以固化劑(視需要在適當的活化後)導致組成物固化。但基本除了脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)以外,也能有其他非脂肪酸改質的環氧樹脂及/或非環氧樹脂的反應性樹脂。
反應性樹脂為可交聯的樹脂,也就是包含官能基的寡聚物的或短鏈聚合物的化合物,特別是具有不大於10000g/mol之數量平均分子量Mn;也就是特別在 巨分子中具有多個官能基之化合物。由於樹脂為不同單一質量的大分子之分布,所以反應性樹脂可包含多個數量平均分子量明顯較高的部分,例如至約100000g/mol,這點特別適用於聚合物改質的反應性樹脂,例如彈性體改質的反應性樹脂。
反應性樹脂不同於經常使用於黏著劑,特別是壓敏性黏著劑之增黏樹脂。「增黏樹脂」對應於熟習本技藝者的一般知識係被理解為寡聚物的或聚合物的樹脂,其相較於除了沒有包含增黏樹脂以外其他都相同的壓敏性黏著劑,僅提升了壓敏性黏著劑的黏著力(初期黏著力,固有黏性)。典型上增黏樹脂除了雙鍵以外(在不飽和樹脂的情形)沒有包含反應性基,因為其性質在壓敏性黏著劑的使用壽命期間不應改變。
反應性樹脂的官能基為在適當條件下,特別是在活化後,例如藉由升溫(熱能)及/或藉由光化輻射(如光、UV輻射、電子線等等)及/或藉由以其他化學化合物(如水)起始及/或催化(濕氣固化型系統),以固化試劑導致包含反應性樹脂與固化試劑之組成物固化,特別是在交聯反應的意義上固化。固化試劑可例如由一種固化劑或由多種固化劑之混合物或由一種以上固化劑與加速劑之混合物所構成。
作為環氧樹脂,於本說明書中係指包含環氧基的反應性樹脂,特別是每分子具有超過一個環氧基之反應性樹脂,也就是官能基或至少一部份的官能基為環氧基的反應性樹脂。環氧樹脂在固化型組成物固化反應 期間之反應,特別係透過與適合的環氧化物固化劑之加成聚合反應,或是藉由透過環氧基的聚合來進行。依據環氧化物固化劑的選擇,也可為兩種反應機構並行地發生。
作為固化劑,在本說明書中係指對應於DIN 55945:1999-07之(充當黏結劑的)化學化合物,其被添加至可交聯的樹脂中,以使固化型組成物(特別是以塗膜的形式)固化(交聯)。因此,於固化型組成物中,固化劑為在與反應性樹脂混合並適當活化後使化學交聯發生之組分的名稱。
作為加速劑,於本說明書中係指在存在其他固化劑時,提高固化反應的反應速度及/或環氧樹脂之固化的活化速度(特別是在增效作用的意義上提高速度)之化學化合物。
可使用作為固化劑或加速劑的物質之選擇清單有所重疊,在此情形單一藥劑也可同時實現兩種功能,也就是說固化劑與加速劑之間的轉換通常為流暢的。此外,可單獨被使用作為固化劑之化學化合物,經常在與其他固化劑一起使用時充當加速劑。固化反應基本上可在微差掃描熱量法(DSC)中以尖峰辨識出來。作為加速劑特別係被理解為其添加會把特定固化劑的固化峰往更低溫移動之化合物。相對的,額外的固化劑特別為在DSC中導致固化反應的第二(實質上獨立存在的,但視情況也會與第一尖峰重疊的)尖峰之化合物。
術語固化試劑,不同於單獨的固化劑與加速劑,係 指藉由相關的反應性組分(相應的反應性樹脂)進行之固化反應中使用的固化劑與視需要之加速劑之整體。因此,固化試劑特別可由一種以上固化劑構成,或是在一種以上加速劑存在下由一種以上固化劑構成。
作為(共)固化劑,於本說明書中係指固化試劑的一個組分,它們全部加起來形成此此固化試劑。也就是說術語(共)固化劑表示各個存在的固化劑或加速劑。
其中,環氧化物-胺加成物係提供單獨使用(也就是作為固化試劑的單一組分)作為用於固化型組成物的固化反應之固化劑。若其與其他提供作為固化劑及/或加速劑之化學化合物一起使用,則其本身可作為固化劑或加速劑提供用於固化型組成物的固化反應。
於組分、化合物、組成物等等(其在本說明書的教示中能以單數或複數使用(例如以「至少一種環氧樹脂」或「一種以上環氧樹脂」介紹))的其他說明中,複數型之使用應進一步包含單數型(因此,「較佳的環氧樹脂係選自化合物清單X、Y、Z」之陳述也包括揭示:在僅存在一種環氧樹脂的情形下,其較佳可選自上述清單)。反過來說,單數型的使用不應把說明內容限制在組分僅單獨使用之情形(因此,「環氧樹脂的範例較佳包含化合物X、Y與Z」之陳述也包括揭示:在存在多種環氧樹脂時,全部可較佳地選自此清單)。
若特別具體指單數或複數,則在相應的地方提出。
[環氧樹脂]
作為脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)較佳使用環 氧樹脂酯,也稱為環氧酯,也就是環氧樹脂與飽和或不飽和的脂肪酸之酯化產物。
在固化型組成物中可以有單獨一種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF),或是兩種、三種或多種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)。固化型組成物能限制成以可脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)作為固化型反應性樹脂。但除了脂肪酸改質的樹脂(EF)以外還能夠有其他非脂肪酸改質的環氧樹脂,及/或非環氧樹脂的反應性樹脂。
基於固化型組成物中總共使用的反應性樹脂之總量,脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)之比例可達至多100%。對於即使在高溫下也具特別高的黏著強度之黏合,係選擇稍微較低的比例,例如5至25%。對於在濕熱保存後良好的性能也是,在10至50重量%之間,特別是在20至40重量%之間的比例顯示為極佳的。以上述比例把剩下的反應樹脂也選擇為環氧樹脂係有利的,但在此情形其為非脂肪酸改性的。
若僅有單獨一種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF),則其可特別選自以下敘述為較佳的脂肪酸改質環氧樹脂。若有多種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF),則較佳為至少一種環氧樹脂係以下敘述為較佳的脂肪酸改質的環氧樹脂之化合物中之一。更佳為所有脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)係以下敘述為較佳者。
依據本發明至少一部分的環氧樹脂為脂肪酸改質的環氧樹脂。環氧樹脂的化學改質可使用來控制黏著劑之性質。脂肪酸基改質的環氧樹脂係藉由酯化反應 在其上化學鍵結一個以上脂肪酸之環氧樹脂。
作為用於製造環氧樹脂酯意義上的脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)之環氧樹脂,可較佳地使用例如雙酚系的環氧樹脂(特別是具有至約10000g/mol之數量平均分子量MN者)及/或酚醛清漆系環氧樹脂(特別是具有至約2000g/mol之數量平均分子量MN者),其依照前述說明也可具有具更高數量平均分子量的部分。
作為用於脂肪酸改質環氧樹脂(EF),特別是環氧酯,之環氧樹脂基質,可特別提供對應於以下通式之雙酚A/環氧氯丙烷型的環氧樹脂。
通常其為具有不同的方括號中的單元之重複數m的式(IV)之相應化合物的混合物。其中雙酚環氧樹脂特別係選擇成使m的平均值=0.07至16.4,數量平均分子量也在約350g/mol與4750g/mol之間。特佳為以純的形式(具整數的m)使用具m=2.3至m=10之式I的化合物,或是以混合物形式使用(對應數量平均分子量在約1000與約3000g/mol之間)。
雙酚系環氧樹脂的末端環氧基以及二級羥基能與脂肪酸反應。於酯化時通常先把兩個環氧環都開環,然後進行羥基之反應。
在此情形每個環氧基等於2個羥基,因為在一酸基與一環氧化物反應後形成一β-羥基酯。此β-羥基還能與脂肪酸反應。典型上製造係於240~260℃之溫度,在保護氣體環境下,較佳於共沸條件下進行,以移除反應釋放出的水。任選地反應可藉由添加催化劑來加速,催化劑舉例來說為鈣或鋅皂,例如脂肪酸(如硬脂酸)的鋅皂。依據期望的性質,環氧化物的40至80%之可用官能基與脂肪酸反應。
一個n型(對應於沿鏈之自由的OH基之數量)的環氧樹脂,理論上平均每個環氧樹脂分子上可鍵結最多n+4個脂肪酸分子(酯化率100%)。因此,在環氧樹脂酯中,「油長」係如下定義:短油:酯化率30~50%;中油:酯化率50~70%;長油:酯化率70~90%。
作為用於酯化的脂肪酸,舉例來說椰子油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸(脫水蓖麻油的脂肪酸)、亞麻籽油脂肪酸、大豆油脂肪酸或松油脂肪酸依據本發明為特別適合的。
其他依據本發明較佳之脂肪酸為:α-次亞麻油酸、十八碳四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、亞麻油酸、γ-次亞麻油酸、雙同-γ-次亞麻油酸(dihomo-γ-linolenic acid)、花生四烯酸、二十二碳-7,10,13,16-四炔-1-酸、軟脂油酸、異油酸、油酸、反油酸、鱈油酸、13-二十烯酸、芥子酸、二十四烯酸、硬脂 酸、二十碳三烯酸。
也可使用不飽和脂肪酸的二聚物或寡聚物,例如松油酸的二聚物。
較佳為脂肪酸改質的環氧物脂(EF)或(在有其他環氧樹脂的情形)至少一種脂肪酸改質的環氧樹脂為液態環氧樹脂,特別是具有至少45℃之軟化溫度者,或具有小於500Pa*s之動態黏度者,其係依照DIN 53019-1於25℃之測量溫度與1 x s-1的剪切速率下測量。
依據本發明之固化型組成物除了脂肪酸改質的環氧樹脂EF以外,可包含其他非脂肪酸改質的環氧樹脂及/或非環氧樹脂的反應性樹脂。
其他依據本發明能夠有的非脂肪酸改質的環氧樹脂基本上可從熟習本技藝者所熟知的固化型環氧樹脂的選項中選出,舉例來說為:矽烷改質的環氧樹脂及/或彈性體改質的,特別是丁腈橡膠改質的環氧樹脂。
於依據本發明之膠帶的一有利實施形態中,該環氧樹脂包含:於25℃為液態的環氧樹脂與於25℃為固態的環氧樹脂之混合物。液態的環氧樹脂佔環氧樹脂的比例特別係在10至90重量%,更佳為在20至75重量%。然後以固態的環氧樹脂補足到100重量%的環氧樹脂之差。具有這種液態與固態的環氧樹脂組分之比例的膠帶,在未固化狀態下表現出特別平衡的黏著性質。若期望具特別良好的流動性質之膠帶,則液態的環氧化物組分之比例較佳為50至80重量%。對於膠帶在未固化狀態下就已經必須承擔較高的負荷之用途,15至45 重量%之比例為特佳的。可使用一種這樣的樹脂,也可使用各種樹脂的混合物。特佳為至少一種液態環氧樹脂為脂肪酸改質的油性樹脂(EF)。
更佳為環氧樹脂包含至少兩種不同的環氧樹脂(E-1)與(E-2),其中a.第一環氧樹脂(E-1)於25℃具有小於500Pa*s之動態黏度,其係依照DIN 53019-1於25℃之測量溫度與1 x s-1的剪切速率下測量,及b.第二環氧樹脂(E-2)具有至少45℃之軟化溫度,或是於25℃具有至少1000Pa*s之動態黏度,其係依照DIN 53019-1於25℃之測量溫度與1 x s-1的剪切速率下測量,其中基於環氧樹脂整體,第一環氧樹脂(E-1)的比例特別為10至90重量%,較佳為20至75重量%,以及第二環氧樹脂(E-2)的比例特別為10至90重量%,較佳為25至80重量%。較佳為環氧樹脂組分係由這兩種環氧樹脂(E-1)與(E-2)所構成,也就是兩種環氧樹脂(E-1)與(E-2)在整體環氧樹脂中的比例加起來為100重量%。
其中該環氧樹脂(E-1)特別可為脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)。
當環氧樹脂(E-2)的比例在40至80重量%之範圍內,特別是60至75重量%時,得到特佳的壓敏性黏著劑。於一特殊實施形態中,具有至少45℃之軟化溫度的環氧樹脂(E-2)之比例為至少35重量%,特別是在40至70重量%之範圍內。
當具有至少45℃的軟化溫度之環氧樹脂的比例,基於整體環氧樹脂,達至少15重量%,特別是在20重量%至75重量%之範圍內時,儘管壓敏黏著性充足但未交聯之壓敏性黏著劑的內聚力特別好。當包含低於55重量%,特別是在25重量%與45重量%之間時,流動行為被改善。
作為彈性體改質之環氧樹脂係被理解為具有至少2之平均官能度與至多50重量%之彈性體含量,較佳為具有5~40重量%之彈性體含量的(特別為液態的,通常為高黏度之)環氧樹脂。該環氧基可配置在末端及/或在分子的側鏈中。此撓性化的環氧樹脂之彈性體結構部分係由多烯、二烯共聚物與聚胺甲酸酯所組成,較佳係由聚丁二烯、丁二烯-苯乙烯共聚物或丁二烯-丙烯腈共聚物所組成。
一藉由丁二烯-丙烯腈共聚物(丁腈橡膠)改質之環氧樹脂例如為一種環氧化物預聚物,其係藉由以丁腈橡膠改質在分子中具有至少2個環氧基之環氧樹脂而得。作為環氧化物基質較佳使用由丙三醇或伸丙二醇與含鹵素的環氧化合物(如環氧氯丙烷)所形成之反應產物,或是由多元酚(如對苯二酚、雙酚A)與含鹵素的環氧化物所形成之反應產物。期望為由具有2個末端環氧基之雙酚A型環氧樹脂所形成的反應產物。
為了結合環氧樹脂,在丁二烯聚合物或丁二烯-丙烯腈共聚物(所謂的丁腈橡膠)之情形,可共聚合一具有酸功能之第三單體(例如丙烯酸)。
由該酸與丁腈橡膠得到所謂的端羧基丁腈橡膠(CTBN)。通常此化合物不僅在末端,而是沿著主鏈含有酸基。CTBN係例如以Hycar的產品名稱由B.F.Goodrich提供。其具有在2000與5000之間的分子量,及在10%與30%之間的丙烯腈含量。具體範例為:Hycar CTBN 1300 x 8、1300 x 13或1300 x 15。
如此,與丁二烯聚合物進行反應。
藉由環氧樹脂與CTBN的反應,得到所謂的端環氧基丁腈橡膠(ETBN),其特佳地使用於本發明。市面上此種ETBN舉例來說能以HYPRO ETBN(先前為Hycar ETBN)的名字得自Emerald Materials公司,例如Hypro 1300X40 ETBN、Hypro 1300X63 ETBN與Hypro 1300X68 ETBN。
端環氧基丁二烯橡膠的範例之一為Hypro 2000X174 ETB。
彈性體改質的環氧官能性化合物之其他範例為:新戊醇的二環氧丙基醚與具末端羧基的丁二烯/丙烯腈彈性體(例如Resolution Performance Products LLC的EPONTM Resin 58034)之反應產物、雙酚A的二環氧丙基醚與具末端羧基的丁二烯/丙烯腈彈性體(例如Resolution Performance Products LLC的EPONTM Resin 58006)之反應產物、具末端羧基的丁二烯/丙烯腈彈性體(例如美國俄亥俄州克里夫蘭市的Noveon,Inc.之CTBN-1300X8與CTBN-1300X13)及具末端胺基的丁二烯/丙烯腈彈性體(例如Noveon,Inc.的ATBN-1300X16與 ATBN-1300X42)。彈性體改質的環氧樹脂加成物的範例之一為:雙酚F系環氧樹脂與具末端羧基的丁二烯/丙烯腈彈性體(例如Resolution Performance Products LLC的EPONTM Resin 58003)之反應產物。
基於環氧樹脂的總量之彈性體改質的環氧樹脂之比例可依照期望的效果而有不同選擇。對於具特別高的黏著強度與低伸長率的黏合,係選擇稍微較低的比例,例如0至15%。相對於此,當比例大於40%,特別是大於60%時,得到具高伸長率值的黏著劑。對於許多用途來說係選擇在黏著強度與伸長率之間平衡的比例。此時在20~60%之間,特別是在30~50%之間的的比例為較佳的。
作為其他適用於環氧樹脂的藥劑,除了脂肪酸改質的環氧樹脂與視需要存在的其他環氧樹脂以外,可特佳地使用矽烷改質的環氧樹脂。矽烷改質的環氧樹脂係在其上化學鍵結有一個以上矽烷基之環氧樹脂。原則上有各種把矽烷基化學鍵結至環氧樹脂上的方式。
較佳為可使用如藉由一雙酚環氧樹脂與一可水解的烷氧基矽烷之間的脫醇縮合反應而得到之矽烷改質環氧樹脂。此種環氧樹脂係例如敘述於EP 1114834 A中,其揭示內容通過引用併入本說明書。
該雙酚環氧樹脂於較佳方式中能選擇成具有大於180g/eq之環氧當量,且較佳為小於5000g/eq。對於環氧樹脂或環氧化物交聯劑來說,環氧當量(縮寫為EEW)為特徵且重要的量。依照DIN EN ISO 3001: 1999-11,環氧當量表示每環氧基鍵結的相關物質之固體的克數。較佳為使用具有EEW>180g/eq之環氧樹脂,因為不然的話對於與烷氧基矽烷之縮合反應來說可能會沒有足夠的羥基。
於較佳方式中,係使用相當於已經介紹過的下式之化合物來作為雙酚環氧樹脂與可水解的烷氧基矽烷化合物反應。
通常其為具有不同的方括號中的單元之重複數m的式(I)之相應化合物的混合物。其中雙酚環氧樹脂特別係選擇成使m的平均值為0.07至16.4,數量平均分子量也在約350g/mol與4750g/mol之間。
於更佳方式中,可水解的烷氧基矽烷係對應以下通式之任一化合物
RX pSi(ORY)4-p (II)
其中p為0或1,RX為C-C烷基、芳基或不飽和的脂族烴基,其可具有直接鍵結於碳原子上的官能基,RY表示氫原子或低級烷基,且殘基RY可為相同或相異,或者該可水解的矽烷為上述化合物之部分縮合物。該直接鍵結於碳原子上的官能基可為例如:乙烯基、巰基、環氧基、環氧丙氧基等等。該低級烷基可為例如:具有6 個以下碳原子之無分支或有分支的烷基。
可水解的烷氧基矽烷之範例包括:四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四丙氧基矽烷、四異丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷等之四烷氧基矽烷;甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、甲基三丁氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、異丙基三甲氧基矽烷、異丙基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、3,4-環氧環己基乙基三甲氧基矽烷、3,4-環氧環己基乙基三甲氧基矽烷等之三烷氧基矽烷;或是這些化合物之部分縮合物。
這些化合物中四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷等之四烷氧基矽烷或其部分縮合物為較佳的。特佳為聚(四甲氧基矽烷),其為四甲氧基矽烷之部分縮合物,以下式表示:
其中n的平均值為1至7。該以式(III)表示之聚(四甲氧基矽烷)可包含n為0的分子,只要n的平均值為1以上即可。聚(四甲氧基矽烷)之數量平均分子量較佳為約260至約1200。此外,聚(四甲氧基矽烷)不同於四甲 氧基矽烷為無毒的。
更佳為使用一種矽烷改質的環氧樹脂,其係藉由以帶有環氧基的烷氧基矽烷改質雙酚二環氧丙基醚而得。此種矽烷改質的環氧化物以及其製造方法係敘述於US 8,835,574 A中,其揭示內容也通過引用併入本說明書。其中所述的方法係在水存在下先將環氧化物-烷氧基矽烷部分水解並部分縮合。於第二步驟中加入一雙酚二環氧丙基醚,並鍵結在該矽氧烷部分縮合物上。
在可依據本發明較佳地使用之矽烷改質的環氧樹脂的另一合成途徑中,係將包含異氰酸酯基的烷氧基矽烷於鍵結至脂族羥基上形成胺甲酸酯基。
[固化試劑]
如已經在前面提過的,固化試劑包含(共)固化劑的總和,也就是存在的固化劑與視需要存在的加速劑之整體,其中存在至少一種環氧化物-胺加成物。該固化試劑的至少一種環氧化物-胺加成物可提供作為用於固化反應之固化劑及/或加速劑。本說明書中對環氧化物-胺加成劑所作的陳述,無論其係被使用作為固化劑或作為加速劑都成立,除非在個案中被明確指示為其中一個使用目的。
該環氧化物-胺加成物特別提供作為用於存在的脂肪酸改質的環氧樹脂之固化劑。若有其他非脂肪酸改質的環氧樹脂存在,則該環氧樹脂也可提供作為用於此其他的環氧樹脂之(共)固化劑。因此,以下的份量數據係基於包含脂肪酸改質的環氧樹脂之待固化的環氧 樹脂之總量。
環氧樹脂-胺加成物通常不必為了發揮作為固化劑或作為加速劑之良好效果,而基於待固化的環氧樹脂之官能度以計量化學的量使用。
若環氧化物-胺加成物被使用作為唯一固化劑,則對100重量份之待固化的環氧樹脂,典型的使用量達15至35重量份。若有多種環氧化物-胺加成物被使用,則使用量的總和較佳在上述範圍。
於另一種方式中,環氧化物-胺加成物的使用量,或在使用多種環氧化物-胺加成物之情形的總量,基於100重量份的待交聯環氧樹脂,較佳在0.1至10重量份之範圍,特別是0.5至5重量份,較佳為1至3重量份,特別是當環氧樹脂-胺加成物被使用作為加速劑或者與非環氧樹脂-胺加成物組合被使用作為固化劑時。在某些情況中,最重要的是當環氧化物-胺加成物為稍弱的加速劑時,較佳使用範圍在4~8重量份之份量。
為了得到即便在高溫下(例如60℃)也特別能保存的反應性黏著劑(保存性大致可依照保存時間法測定),令人驚訝地顯示:與預期相反,僅依照軟化點高於保存溫度來選擇固化劑或加速劑是不夠的。如軟化點高於保存溫度的系統經常雖然能加工,然而在相關溫度範圍表現出不良的保存性。舉例來說,所具有的軟化點依據MSDS為70℃(Intelimer 7004)或甚至89℃(Epikure P-101)之系統,於60℃表現出相對較差的保存性:Lf60<30%。
因為這個原因,在一特佳實施形態中具有大於/等於100℃之軟化點的環氧化物-胺加成物為較佳的(軟化點係以熔點分析儀測定)。舉例來說其為Ajinomoto的產品(例如PN-50、PN-40、MY-25、MY-24)或ACCI的產品(Technicure LC-80)。
於特佳形態中,環氧化物-胺加成物係以微粒形態使用,或於存在有多種環氧化物-胺加成物時全部的環氧化物-胺加成物都係以微粒形態使用。這能例如藉由以下實現:把環氧化物-胺加成物分散於固化型組成物中,特別是不溶於膠帶的其它組分,特別是甚至不部分溶解。
以不溶的形態或微粒形態使用(共)固化劑會導致至少兩相的系統,並因此導致固化型組成物的保存穩定性提高。較佳為分散體也應能承受遠高於室溫的溫度,例如約到至少90℃,較佳到100℃。只有在達到之後的固化溫度時才需要固化試劑之活化;其中微粒固化劑係部分或完全轉變成溶解狀態。
令人驚訝地顯示:在例如90℃下,當固化型組成物(特別是黏著劑)與預期相反在此高溫下也還是高黏度時,即便如此環氧化物-胺加成物還是能熱加工。一個假設(無意受此理論束縛)為:此種加成物之不期望的過早溶解於反應性樹脂中,由於高黏度而被延緩或防止了。較佳為熱固化型組成物的黏度於90℃顯示為大於10Pa s,特別是大於100Pa s。即使是於90℃具有超過1000Pa s之黏度的固化型組成物也能在擠出機以及實驗 室捏合機中加工,並表現出極佳的保存性,這是歸因於熔體黏度與環氧化物-胺加成物之間令人驚訝的交互作用。熟習本技藝者肯定偏好較低的黏度,因為在這樣的系統中把加成物粒子帶入溶液中的剪切力的作用明顯較低。
環氧化物-胺加成物類別的(共)固化劑係包含由一種(以上)胺化合物(化合物B)與一種(以上)包含一個以上環醚基(特別是環氧基)之化合物(化合物A或A‘)所形成之反應產物。
該環氧化物-胺加成物,於存在多種環氧化物-胺加成物的情形為一種、多種或較佳為全部的環氧化物-胺加成物,能有利地以下面顯示為特佳的化合物之一的形態使用,其中在存在多種環氧化物-胺加成物的情形,可各自獨立地選擇各個藥劑。
於胺化合物(化合物B)的意義上作為胺加成物類別的潛伏性(共)固化劑之原料,基本上可使用任意胺化合物,只要其具有一個以上能與環氧基進行加成反應的活性氫,且每分子具有一個以上從包含一級胺基、二級胺基與三級胺基之群組(其中也包含咪唑基)中所選出的官能基即可。
此種胺化合物B的範例包括:脂族胺,如:二伸乙三胺、三伸乙四胺、正丙胺、2-羥乙胺基丙胺、環己胺與4,4’-二胺基二環己基甲烷;芳族胺化合物,如:4,4'-二胺基二苯基甲烷與2-甲基苯胺;與含氮原子的雜環化合物,如:2-乙基-4-甲咪唑、2-乙基-4-甲咪唑啉、2,4- 二甲咪唑啉、哌啶與哌
其中特別可使用一種(以上)每分子具有至少一個三級胺基之化合物(化合物Bt;因此化合物Bt形成化合物B的子群)作為原料,藉此得到具優良的固化效率之潛伏性固化劑;此種固化劑也能有利地使用作為具極佳的固化加速能力之共固化劑(加速劑)。於本發明一較佳實施形態中,該每分子具至少一個三級胺基之化合物(化合物Bt)額外在分子中具有至少一種從包含下列之清單L中所選出的其他基:-OH(羥基)、-NH(二級胺基)、-NH2(一級胺基)、-SH(氫硫基,同義詞為巰基)、-COOH(羧基)、-CONHNH2(醯肼基)(為了進一步標示,這些在分子中具有至少一個三級胺基與至少一個出自上述清單L之其他基也被稱為化合物Bt‘;因此化合物Bt‘的群組形成化合物Bt的子群)。於較佳方式中,組分B僅包含化合物Bt;更佳為僅包含化合物Bt‘。
具有至少一個三級胺基以及至少一個出自清單L的其他基之依據本發明適合的化合物Bt’的範例,包括:在分子中具一個三級胺基之一級胺或二級胺,例如:胺化合物,如:二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、二正丙胺基丙胺、二丁胺基丙胺、二甲胺基乙胺、二乙胺基乙胺與N-甲基哌,以及咪唑化合物,如:2-甲咪唑、2-乙咪唑、2-乙基-4-甲咪唑與2-苯咪唑;與在分子中具有一個三級胺基之醇、酚、硫醇、羧酸、與醯肼,如:2-二甲胺基乙醇、1-甲基-2-二甲胺基乙醇、1-苯氧基甲基-2-二甲胺基乙醇、2-二乙胺基乙醇、1-丁氧基甲基-2-二甲胺 基乙醇、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-甲咪唑、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-乙基-4-甲咪唑、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-甲咪唑、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-乙基-4-甲咪唑、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-苯咪唑啉、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-甲咪唑啉、2-(二甲胺基甲基)酚、2,4,6-參(二甲胺基甲基)酚、N-β-羥乙基啉、2-二甲胺乙硫醇、2-巰吡啶、2-苯并咪唑、2-巰苯并咪唑、2-巰苯并噻唑、4-巰吡啶、N,N-二甲胺苯甲酸、N,N-二甲基胺乙酸、3-吡啶甲酸、4-吡啶甲酸、2-吡啶甲酸、N,N-二甲胺乙醯肼、N,N-二甲基丙醯肼、3-吡啶甲醯肼與4-吡啶甲醯肼。
環醚,特別是一種環氧化合物,其在化合物A‘的意涵中能被使用作為環氧化物-胺加成物的原料,以製備固態分散體類別的潛伏性固化劑/加速劑,係包含例如:一多環氧丙基醚,其係藉由多元酚或多元醇與環氧氯丙烷之反應而得,其中多元酚係如:雙酚A、雙酚F、雙酚AD、兒茶素、雙酚S或間苯二酚,多元醇係如:丙三醇或聚乙二醇;一環氧丙基醚酯,其係藉由羥基酸與環氧氯丙烷之反應而得,其中羥基酸係如:對羥基苯甲酸或β-羥基萘甲酸;一聚環氧丙酯,其係藉由多元羧酸與環氧氯丙烷之反應而得,其中多元羧酸係如:鄰苯二甲酸或對苯二甲酸;一環氧丙胺化合物,其係藉由4,4’-二胺基二苯基甲烷或間胺基酚與環氧氯丙烷之反應而得;一多官能環氧化合物,如環氧化的苯酚酚醛清漆樹脂、環氧化的甲酚酚醛清漆樹脂、環氧化的雙酚A酚醛清漆、或環氧化的聚烯烴;與一單官能的環氧化合物, 如丁基環氧丙基醚、苯基環氧丙基醚或甲基丙烯酸環氧丙酯。
為了更進一步提升環氧化物-胺加成物的穩定性,並藉此更進一步提升包含脂肪酸改質的環氧樹脂之組成物的保存穩定性,可將環氧化物-胺類別的(共)固化劑(也就是由化合物A與B形成的加成物)進一步改質,其中於其製造時,作為任選的第三原料加入一穩定化組分(為了標示,之後也稱為組分C,其包含一種以上化合物C);特別是如每分子具有兩個以上活性氫之一種以上活性氫化合物。
此種活性氫化合物的範例包括:多元酚,如:雙酚A、雙酚F、雙酚S、對苯二酚、兒茶素、間苯二酚、苯三酚、與苯酚酚醛清漆樹脂;多元醇,如:三羥甲丙烷。
作為用於穩定化組分C之活性氫化合物也可使用羧酸。作為化合物C之藥劑的羧酸,依據本發明特別以多元羧酸為非常適合的,如:己二酸與鄰苯二甲酸;1,2-乙二硫醇;2-巰乙醇;1-巰-3-苯氧基-2-丙醇;巰乙酸;鄰胺苯甲酸及/或乳酸。
於本發明一較佳實施形態中,組分C係在對於組分A“中每莫耳當量之環氧基存在0.05至5.0莫耳當量的水時使用;其中更佳尋求讓水分子對組分A’的環氧基之比例在1:1之範圍。
可依據本發明使用之環氧化物-胺加成物的潛伏性(共)固化劑能夠舉例來說如下獲得:將相關原料以(i)兩種原料之組合,即一胺化合物(化合物B)與一環 氧化合物(化合物A),或(ii)三種原料之組合,即該兩種原料(化合物A與B)與穩定化組分(化合物C),加以混合,使混合物在室溫至200℃之範圍內的溫度下反應,接下來將反應混合物冷卻、凝固並粉末化,或者讓原料於溶劑(如甲乙酮、二烷或四氫呋喃)中進行反應,移除溶劑,接下來將固體粉末化。在化合物群組中當然也包括各子群。
當在製造胺加成物後加入一種以上硼酸酯化合物及/或一種以上異氰酸酯化合物(為了進一步標示,以下也稱為組分D,其係由化合物D組成),並如此被使用來將自由的胺基去活化時,依據本發明之環氧化物-胺加成物,特別是如上述所得到之環氧化物-胺加成物,能以依據本發明較佳之方式被穩定化,或是於穩定化的組分C存在下被額外穩定化。於活化(共)固化劑時,在此情形胺基又重新轉變為活化形態。
環氧化物-胺加成物於單獨使用時係提供作為固化劑用於固化型組成物之固化反應。若與其他提供作為固化劑及/加速劑之化學化合物一起使用,則其本身可提供作為固化劑或作為加速劑用於固化型組成物之固化反應。
於一特佳實施形態中,作為(共)固化劑係使用至少一種環氧化物-胺加成物,其包含由以下所形成之反應產物,或者其為由以下所形成之反應產物(以下稱為A‘Bt“C‘型之環氧化物-胺加成物):(a)一多官能環氧化物組分A‘, (b)一於分子中具有一OH基、NH2基、NH基或SH基以及一三級胺基之化合物Bt“,及(c)一穩定化組分C‘。
其中化合物A‘形成化合物A的子群;Bt“形成化合物Bt‘的子群,因此也形成化合物B與Bt的子群;及化合物C‘,其表示組分C‘,化合物C的子群。於較佳方式中係使用單一個化合物C‘作為組分C‘。
如前面已經解釋過的,此A‘Bt“C‘型的環氧化物-胺加成物在其製造後可藉由以下(d)來穩定化:(d)硼酸酯化合物及/或異氰酸酯化合物(化合物D)。
於較佳實施形態中,化合物Bt“在分子中不含酸基與醯肼基。
A‘Bt“C‘型的環氧化物-胺加成物能於固化試劑中,作為唯一的固化劑使用、作為(共)固化劑與其他環氧化物-胺加成物形態之(共)固化劑組合使用、及/或與非環氧化物-胺加成物之(共)固化劑組合使用,其中該其他環氧化物-胺加成物也就是同樣由(a)一多官能環氧化物組分A‘、(b)一於分子中具有一OH基、NH2基、NH基或SH基以及一三級胺基之化合物Bt“、及(c)一穩定化組分C‘所形成之反應產物(也就是同樣為A‘Bt“C‘型),及/或不滿足這些條件之反應產物(也就是非A‘Bt“C‘型)。
A‘Bt“C‘型的環氧化物-胺加成物,於存在多種A‘Bt“C‘型的環氧化物-胺加成物時,其中一種、多種 或較佳為全部的A‘Bt“C‘型的環氧化物-胺加成物,能有利的使用以下顯示為特佳的化合物中之一的形式,其中於存在多種A‘Bt“C‘型的環氧化物-胺加成物時,能各自獨立地選擇各藥劑。
多官能環氧化物組分A‘基本上能如上定義選擇,並可為例如:聚環氧丙基醚、聚環氧丙基醚酯、聚環氧丙基酯、環氧丙胺、環氧化酚醛清漆或環氧化聚烯烴。
作為化合物Bt“能有利地使用以下通式之化合物: 其中X為-OH、-NH2、-NH或-SH,R1與R2係各自獨立地從包含以下之群組中所選出- 氫原子,- C1至C20烷基,- C2至C20烯基,- 未取代的芳族烴基,- 經取代的芳族烴基,特別是以氧、鹵素、-OH、-NH2、-NH及/或-SH取代,R3為具有1至20個C原子之飽和或不飽和的無分 支或有分支之烴鏈。
更佳為作為化合物Bt“可選擇以下通式之化合物: 其中X為-OH、-NH2、-NH或-SH,R4為具有1至20個C原子之飽和或不飽和的無分支或有分支之烴鏈,R5為環狀與氮原子鍵結兩次的、脂族或芳族的、飽和或不飽和的、未取代或經取代的、具2至20個C原子之烴殘基,其能部分以雜原子取代,也就是說其中R5與氮原子形成環。
特佳為作為化合物Bt“可使用以下通式之化合物: 其中R6、R7、R8與R9係各自獨立地自包含下列之群組中 所選出:- 氫原子,- C1至C20烷基,- C2至C20烯基,- 未取代的芳族烴基,- 經取代的芳族烴基,特別是以氧、鹵素、-OH、-NH2、-NH及/或-SH取代,- -OH、-NH2、-NH及/或-SH,附帶條件為:R9=H或者基團R6至R8中至少一個為基團-OH、-NH2、-NH或-SH中之一。
其中作為化合物Bt“例如能較佳地使用出自下列清單之一種以上化合物:2-二甲胺乙醇、1-甲基-2-二甲胺乙醇、1-苯氧基甲基-2-二甲胺乙醇、2-二乙胺乙醇、1-丁氧基甲基-2-二甲胺乙醇、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-甲咪唑、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-乙基-4-甲咪唑、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-甲咪唑、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-乙基-4-甲咪唑、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-苯咪唑啉、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-甲咪唑啉、2-(二甲胺甲基)酚、2,4,6-參(二甲胺甲基)酚、N-β-羥乙基啉、2-二甲胺基乙胺、3-二甲胺基正丙胺、2-二乙胺基乙胺、3-二乙胺基正丙胺、N-甲基哌、咪唑、2-甲咪唑、2-乙咪唑、2-乙基-4-甲咪唑、2-異丙基咪唑、2-十一基咪唑、2-十八基咪唑、2-苯咪唑、2-苯基-4-甲咪唑、2-二甲胺基乙硫醇、甲咪唑、 2-巰苯并咪唑、2-巰苯并噻唑。
穩定化組分C‘係提供用於提高備有A’Bt“C‘型的環氧化物-胺-固化劑/加速劑的黏著劑之保存性。當組分C‘係在對於組分A‘中每莫耳當量之環氧基存在0.05至5.0莫耳當量的水時使用係特佳的;其中更佳尋求讓水分子對組分A‘的環氧基之比例在1:1之範圍。
作為用於穩定化組分C‘之化合物,特佳為使用在分子中具有兩個以上活性氫之化合物。於一較佳實施形態中,穩定化組分C‘係包含至少一個一級胺基(-NH2)或至少一個醯肼基(CONHNH2)或至少2個從OH基、SH基、NH基與COOH基所選出之官能基,其中均不包含環氧基與三級胺基。
穩定化組分C‘的藥劑之較佳範例為:具有至少兩個活性氫原子之胺,如:哌、苯胺、環己胺;多元羧酸,如:己二酸、鄰苯二甲酸、3-[9-(2-羧乙基)-2,4,8,10-四螺[5.5]十一烷-3-基]丙酸CAS:3058-05-7;多價硫醇,如:1,2-乙二硫醇與2-巰乙醚;醯肼,如:苯基乙醯肼;胺基酸,如:丙胺酸與纈胺酸;具2個以上不同官能基之化合物,如:2-巰乙醇、1-巰-3-苯氧基-2-丙醇、巰乙酸、N-甲基乙醇胺、二乙醇胺、羥苯胺、N-甲基鄰胺苯甲酸、鄰胺苯甲酸、肌胺酸、羥苯甲酸、乳酸;多元醇,如:新戊四醇、山梨糖醇、三羥甲丙烷、三羥甲乙烷與異氰酸參(2-羥乙酯);多元酚,如雙酚A、雙酚F、雙酚S、對苯二酚、鄰苯二酚、間苯二酚、苯-1,2,3-三酚、苯 酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂與雙酚A酚醛清漆樹脂。
穩定化化合物C‘的藥劑之其他較佳範例為羧酸。若穩定化組分C‘包含羧酸或僅由一種以上羧酸組成,則特別是使用單羧酸與二羧酸,以及如作為二聚脂肪酸中的副產物出現之少量的三羧酸。適合的單羧酸可包含2至24個,較佳為10至18個碳原子。此單羧酸可為飽和或不飽和的。此外其也可為分支的,以及具有芳環與環脂環。作為特殊範例可提出:辛酸、癸酸、硬脂酸以及亞麻油酸與次亞麻油酸。
作為二羧酸通常適合具有3~38個,較佳為4~36個碳原子者。依據本發明較佳適合例如己二酸、癸二酸、壬二酸、癸二酸、二聚脂肪酸,如Pripol® 1014(=Unilever公司的二聚化脂肪酸),以及芳族或環脂族的二羧酸,如鄰苯二甲酸與對苯二甲酸。也可使用上述羧酸的混合物。較佳為二聚脂肪酸。
作為用於A’Bt“C‘型的環氧化物-胺(共)固化劑之穩定化化合物C‘,特別是用於在化合物Bt“中沒有羧酸基且沒有醯肼基的A’Bt“C‘型的環氧化戊-胺(共)固化劑之穩定化化合物C’,也可有利地使用酸酐。酸酐在較佳的方式中能自下列包含下列之清單中選出:丁二酸酐、鄰苯二甲酸酐、對苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基-5-降莰烯-2,3-二甲酸酐、十二烯基丁二酸酐、1,2,4,5-苯四甲酸二酐或5-(2,5-二側氧四氫呋喃甲基)-3-甲基-3- 環己烯-1,2-二甲酸酐。
典型上可較佳使用之市面可得的能使用作為潛伏性固化劑或加速劑之化合物的範例,包括:環氧化物-胺加成物型(胺加成物型),如:「Ajicure PN-40」、「Ajicure PN-50」、「Ajicure MY-25」、「Ajicure MY-24」(Ajinomoto Co.,Inc.製造的產品之產品名稱)。其他環氧化物-胺加成物為例如:膠囊化的環氧化物-胺加成物類型「Novacure HX-3742」與「Novacure HX-3721」(Asahi Chemical Industry Co.,Ltd.製造的產品之產品名稱)。
任選地可使用其他穩定化組分,本說明書中稱之為化合物D或組分D。此組分係在環氧化物-胺加成物之製造後添加,特別是與水一起,參見上文。其特別提供用於提升(共)固化劑之保存穩定性,並因此也提升混合了此種(共)固化劑之待固化環氧化物組成物之保存穩定性。據信該功能遵循一種機制,其能讓該化合物與固態分散體型的潛伏性(共)固化劑之粒子表面反應,以將其改質來膠囊化。較佳適合的是例如硼酸酯化合物。依據本發明適合的硼酸酯化合物之典型範例包含:硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三正丙酯、硼酸三異丙酯、硼酸三正丁酯、硼酸三戊酯、硼酸三烯丙酯、硼酸三己酯、硼酸三環己酯、硼酸三辛酯、硼酸三壬酯、硼酸三癸酯、硼酸三(十二酯)、硼酸三(十六酯)、硼酸三(十八酯)、參(2-乙基己氧基)硼烷、雙(1,4,7,10-四十一基)(1,4,7,10,13-五十四基)(1,4,7-三十一基)硼烷、硼酸三苯甲酯、硼酸三苯酯、硼酸三鄰甲苯酯、硼酸三間 甲苯酯與三乙醇胺硼酸酯。其中較佳為硼酸三乙酯。
如前面已經說明過的,加速劑為一種化學化合物,其係除了一種以上固化劑以外額外使用,相較於沒有加速劑之過程,提升固化反應的反應速度及/或固化反應的活化速度。其能藉由DSC測定。即,反應峰藉由添加適合的加速劑被移至較低溫度。
固化型組成物依據本發明可包含一種以上加速劑。加速劑會導致特別是反應性樹脂的交聯反應之起始溫度及/或進行固化反應之反應溫度下降。藉此改善在黏合時的處理性。其中要注意的是藉由添加加速劑而下降的起始溫度伴隨著保存穩定性降低之缺點,因為起始溫度下降也會導致保存時不期望的反應增加。儘管如此,依據本發明之膠帶在其保存穩定性方面還是遠優於現行技術的浸漬有環氧黏著劑之預浸體。
但如果希望避免上述效果,也可完全捨棄加速劑。
作為加速劑,基本上依據本發明可特佳地使用如上所述作為固化劑之化合物;在那裡所作的說明可相應地套用。於選擇加速劑時,其反應性特佳與所使用的固化劑之反應性匹配,以達到加速劑效果。因此,例如固化劑能以讓固化反應盡可能有效率地進行及/或完全進行的方式來選擇,同時加速劑能以讓反應速度及/或活化速度提高,特別是把固化的反應溫度及/或固化反應的起始溫度降低的方式來選擇。
於本發明另一實施變體中,固化試劑除了作為(共)固化劑之環氧化物-胺加成物以外,還包含一種以 上用於脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)之固化劑,及/或一種以上用於脂肪酸改質的固化樹脂(EF)的固化反應之加速劑,其中這些固化劑或加速劑不是環氧化物-胺加成物。
作為此種額外的固化劑或加速劑,可特佳地從包含下列之清單的化合物中選擇:二氰二胺、酸酐、封端或未封端的咪唑、醯肼與由二酸與多官能胺所形成之反應產物。作為由二酸與多官能胺所形成之反應產物,考慮例如由鄰苯二甲酸與二伸乙三胺所形成之反應產物。
於本發明一特佳實施形態中,固化試劑係包含二氰二胺以及一種以上環氧化物-胺加成物。進一步更佳為固化試劑僅由二氰二胺以及一種以上環氧化物-胺加成物所構成。在與二氰二胺的組合中,一種環氧化物-胺加成物,或在存在多種環氧化物-胺加成物的情形下為至少一種環氧化物-胺加成物,通常具有加速劑的效果,也就是相較於二氰二胺作為固化試劑的唯一組分存在之情形,提高脂肪酸改質的環氧樹脂的固化反應之反應速度。
因此本發明之客體進一步為一種膠帶,其包含至少一層壓敏黏著性的黏著劑,其中該黏著劑包含一聚合物成膜劑基質以及一固化型組成物,其中該固化型組成物包含至少一種脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)以及至少一種用於該脂肪酸改質的環氧樹脂(EF)之固化試劑,且其中該固化試劑包含α)至少一種環氧化物-胺加成物,即由至少一種在分子種具有至少一個環醚基之化合物A與至少 一種胺化合物B所形成之反應產物與β)二氰二胺,或者該固化試劑係由這些組分α)與β)所構成。
化學計量的固化劑,如二氰二胺,較佳係基於黏著劑的環氧化物量使用。為此,先依照下式計算環氧化物混合物之EEW:
其中
mges=mi總和
mi=混合物的各組分i之質量
EEWi=組分i的環氧當量
在此情形,固化劑份量mH係如下得自固化劑的胺當量(AEW)與環氧化物混合物的EEWges:mH=AEW*(mi/EEWges)
在此情形,充當加速劑之環氧化物-胺加成物,基於100重量份的待固化環氧樹脂(E),較佳被使用0.1至10重量份,特別是0.5至5重量份,較佳為1至3重量份。在某些情況中,最重要的是當環氧化物-胺加成物為稍弱的加速劑時,較佳使用範圍在4~8重量份之份量。
若除了環氧樹脂(E)以外還在固化型組成物中加入其他反應性樹脂,則也可進一步加入特定固化劑及/或加速劑來與這些組分反應。
固化型組成物之性質與用途
依據本發明之固化型組成物於較佳方式中係一種黏著劑,特別是一種壓敏性黏著劑。
黏著劑為(依照DIN EN 923:2008-06)非金屬物質,黏附體藉由平面黏附(黏著力)與內部強度(內聚力)結合。黏著劑可為自黏性的,及/或藉由特定活化,如藉由熱能及/或光化輻射才形成其最終的黏著力。反應性黏著劑(其在活化前可為自黏性或非黏性的)包含化學反應性系統,其能藉由活化導致固化反應且能對基材(其所黏貼的基材)形成特別高的黏著力(特別是高於1MPa)。固化或凝固係藉由單元彼此的化學反應來達成。相對於壓敏性黏著劑(其通常也會為了提升內聚力而交聯,但在交聯後還具有黏彈性性質,特別是在黏合後不再進行凝固),在反應性黏著劑的情形,通常固化才引起具期望的黏著力之實際的黏合;黏著劑本身在固化後經常為熱固性的或很大程度上為熱固性的(「漆狀」)。
本說明書中以性質「壓敏黏著性」(在如壓敏性黏著劑中也作為名詞的一部分)或同義地以性質「自黏性」(同樣也作為名詞的一部分)稱呼一種組成物,其在相對弱的接觸壓力下(只要沒有另外說明,則都是在室溫,也就是23℃)就已經能與黏附基底永久性結合,並能視需要實質上無殘膠地自黏附基底再次分開。壓敏性黏著劑較佳以膠帶的形式使用。於本發明中,壓敏黏著性的膠帶在未固化狀態下具有至少1N/cm的黏著力。在此的黏著力係對鋼材依照ISO 29862:2007(方法3)於23℃與50%相對濕度下以300mm/min的剝離速度與180°的剝離角度測定。作為強化膜係使用具36μm之厚度的經蝕刻PET膜,其可得自如Coveme公司(義大利)。其中2cm寬的 測試條之黏合係藉由一4kg的輥壓機於23℃的溫度下完成。膠帶在施加後立即被剝離。量測值(以N/cm計)得自三次獨立測量的平均值。
因此,壓敏性黏著劑於室溫表現出永久性壓敏黏著性,也就是具有夠低的黏度與高接觸黏著性,使其在低接觸壓力下就已經潤濕各黏著基底的表面。壓敏性黏著劑的黏著性取決於其附著性質,而再剝離性則取決於其內聚性質。
於較佳方式中,固化型組成物,特別是壓敏性黏著劑,係以膜狀被使用作為膠帶的部件。
因此,一般用語「膠帶」一方面包含一載體材料,其在一或兩側配置(壓敏)黏著劑,並能視需要具有其他中間層。因此,一般用語「膠帶」一方面包含一載體材料,其在一或兩側配置(壓敏)黏著劑,並能視需要具有其他中間層。用語「膠帶」在本發明中特別包括所謂的「轉移膠帶」,也就是無載體的膠帶,特別是無永久性載體的單層膠帶。
此種依據本發明之轉移膠帶係在施用前施加在一暫時性載體上。其中作為暫時性載體特別提供可撓性的薄膜狀材料(塑料膜、紙張等等),其係設置有一離型層(例如為矽化過的)及/或具有抗黏性質(所謂的離型材料、裱紙或離型裱紙)。
暫時性載體係特別提供來保護或讓單層的或是除此之外無法自撐的膠帶(也就是特別僅由(壓敏)黏著劑層形成之膠帶)變得能處理。
暫時性載體可輕易的移除,並在使用時被移除(通常在空置的膠帶表面施加在第一基材上後,並在另一個一開始覆蓋住的膠帶表面黏合至第二基材上前),使黏著劑層能被使用作為雙面膠帶。
依據本發明的轉移膠帶也可在施用前具有兩個暫時性載體,黏著劑作為層存在於其間。在此情形,為了施用通常先移除一裱紙,施用該黏著劑,然後移除第二裱紙。該黏著劑可直接使用於黏合兩個表面。此種無載體的轉移膠帶依據本發明為特佳的。以此種依據本發明之壓敏黏著性的無載體轉移膠帶,能在定位與給藥上極精確的黏合。
但也可為不是使用兩片裱紙,而是使用單一片配備成雙面離型的裱紙之膠帶。在此情形,膠帶面係在其上側以配置為雙面離型的裱紙的一面加以覆蓋,在其底側以配置為雙面離型的裱紙的背面,特別是以輥身或輥上接鄰的捲繞物的裱紙的背面來覆蓋。
在一或兩面塗布有黏著劑之膠帶大多在製造過程的最後以阿基米德螺旋的形態捲繞或是平繞成卷。為了在雙面膠帶的情形避免黏著劑彼此接觸,或是在單面膠帶的情形為了避免黏著劑黏合至載體上,膠帶(只要不是已經在載體上)可以在捲繞前較佳地以裱紙覆蓋一或兩側,該裱紙與膠帶一起被捲繞。除了單面或雙面膠帶之覆蓋以外,裱紙也被使用於覆蓋純黏著劑(轉移膠帶)與膠帶切段(例如標籤)。此外,此裱紙還負責讓黏著劑在使用前不被汙染。
特別是單層膠帶的一實施形態係包含一聚合物成膜劑基質M,該聚合物成膜劑基質M係包含固化型組成物,而該固化型組成物係包含至少一種環氧樹脂E以及至少一種用於環氧樹脂E的固化試劑HR。因此,此種膠帶包含一膠膜,其基本上係由一聚合物成膜劑基質(於本說明書中簡稱為「成膜劑基質」)與作為反應性黏著劑嵌入在其中的固化型組成物所構成。其中成膜劑基質形成一自撐的三維薄膜(其中在薄膜的厚度方向上之空間伸度通常比在長度與橫向方向上的空間伸度,也就是比在薄膜的平面方向之兩個空間方向,要小上許多;對於術語「薄膜」的意涵另見下文)。於此成膜劑基質中,反應性黏著劑較佳為實質上於空間上平均分布的(均質的),特別是使反應性黏著劑(其若沒有基質則視情況會無法自撐)在依據本發明之膠膜中佔據與成膜劑基質實質上相同的(巨觀的)空間分布。
此基質的任務係形成對反應性單體及/或反應性樹脂來說為惰性的基礎骨架,使其存放在薄膜或箔中。如此,也能另外以薄膜形式來提供液態系統。以此方式確保更容易的處理。其中,成膜劑基質的基礎聚合物能藉由巨分子充分的交互作用形成自撐的薄膜,例如(無意以此對本發明之精神作不必要的限制)藉由形成基於物理及/或化學交聯之網絡。
於此背景下,惰性意指反應性單體及/或反應性樹脂在適當選擇之條件下(例如在夠低的溫度下)實質上不會與聚合物成膜劑基質反應。
作為適合使用於本發明之成膜劑基質,較佳使用一熱塑性均聚物或一熱塑性共聚物(本說明書中合稱為「聚合物」),或是一由熱塑性均聚物或由熱塑性共聚物或由一種以上熱塑性均聚物與一種以上熱塑性共聚物所形成的摻合物。於一較佳方式中係完全或部分使用半結晶的熱塑性聚合物。
作為熱塑性聚合物基本上可選擇例如:聚酯、共聚酯、聚醯胺、共聚醯胺、聚丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯共聚物、熱塑性聚胺甲酸酯以及上述化合物之化學或物理交聯物質。上述聚合物均可作為唯一使用的聚合物或是作為摻合物的組分來使用。
此外,也可考慮把彈性體與(已提過的熱塑性聚合物之藥劑)熱塑性彈性體單獨或混合作為聚合物成膜劑基質。較佳為熱塑性彈性體,特別是半結晶的。上述(特別是熱塑性的)彈性體均可被使用作為唯一使用的聚合物或是作為摻合物的組分,例如與其他彈性體及/或熱塑性彈性體及/或其他熱塑性聚合物(例如在前段中提過的那些藥劑)之摻合物。
特佳為具小於100℃之軟化溫度的熱塑性聚合物。在此背景下,術語「軟化溫度」係表示一溫度,自該溫度起熱塑性丸粒就會自己黏在一起。當聚合物成膜劑基質的成分為半結晶的熱塑性聚合物時,在此情形它除了其軟化溫度(其與結晶的熔化有關)以外,特佳還具有最高25℃,較佳為最高0℃之玻璃轉移溫度。
在一依據本發明之較佳實施形態中係使用熱塑性聚胺甲酸酯。較佳為該熱塑性聚胺甲酸酯具有低於100℃,特別是低於80℃之軟化溫度。
在一依據本發明之特佳實施形態中係使用Desmomelt 530®作為聚合物成膜劑基質,其可購自Bayer Material Science AG公司,萊沃庫森51373,德國。Desmomelt 530®為羥基封端的、主要為線形的、熱塑性的、高度結晶之聚胺甲酸酯彈性體。
反應性膠膜內的聚合物成膜劑基質之份量,基於固化型組成物的聚合物成膜劑基質之聚合物與反應性樹脂的總量,依據本發明係在約20至80重量%之範圍,較佳為約30至50重量%。最佳為聚合物成膜劑基質的35至45重量%,較佳為約45重量%。
固化型組成物可(作為黏著劑或非黏著性的)在固化後於使用熱固性塑料的地方到處使用。為此,對應於上述對膠帶的說明,可使用一成膜劑基質,其中反應性黏著劑位於其中。其中成膜劑基質可佔據期望的空間形狀;對於膠帶提到過的成膜劑基質因此提供一成膜劑基質的特殊實施形態,其中空間範圍係層狀的。
成膜劑基質可例如藉由發泡體、多孔性材料、紡織材料等等形成,或是還特別能用已對成膜劑基質說明的方式來實現。
[製造方法]
依據本發明使用之黏著劑基本上可依照熟習本技藝者所熟知的方法製造。
擠出,特別是使用行星螺桿式擠出機,係作為極溫和的方法被提出,以該方法能加工本身難以加工的原料如非熱塑性彈性體(例如丁腈橡膠)。以此方法甚至成功摻入固化型組成物的敏感性組分,如反應性樹脂與固化劑,而沒有發生這些組分的初步反應或在製程中發生其他問題。此種初步反應已經會使膠帶固化或至少部分地固化,並與能保存、可輸送的膠帶之目標相反,該膠帶應在施用後才固化。
「非熱塑性」於本說明書中係特別被理解為一種物質或組成物,其在加熱至150℃的溫度時,較佳為加熱至200℃之溫度時,特佳為加熱至250℃之溫度時,沒有表現出熱塑性行為,特別是其在熱塑性測試中(參見實驗部分)被認定為非熱塑性的。
術語「丁腈橡膠」通常表示「丙烯腈-丁二烯橡膠」,縮寫為NBR,源自nitrile butadiene rubber,並指藉由丙烯腈與丁二烯以約10:90至52:48(丙烯腈:丁二烯)的質量比共聚合所獲得的合成橡膠。
行星螺桿式擠出機作為連續作業裝置已為人熟知已久,最初使用於熱塑性塑料(例如PVC)之加工,其主要用於給接下來的設備(例如壓延機或輥磨機)餵料。由於其對材料交換與熱交換來說高表面更新率之優點,能讓透過摩擦導入的能量快速且有效率地排出,以及由於滯留時間短與滯留時間區間窄的優點,讓其應用領域在近期還拓展至包括需要特別的溫度控制方式之混練製程。
行星螺桿式擠出機係由多個部件所構成,也就是一支旋轉的中心螺桿、一個具有內齒輪與行星螺桿的包圍該中心螺桿一段距離之殼體,其中該等行星螺桿係在中心螺桿與內部齒狀的殼體之間的空腔如行星般繞著中心螺桿旋轉。只要在下文中提到殼體的內齒輪,則其包括具有一套管之多部位殼體,該套管形成殼體的內齒輪。行星螺桿式擠出機中行星螺桿與中心螺桿以及內部齒狀的殼體嚙合。同時,行星螺桿以朝向輸送方向的末端於推力環上滑動。行星螺桿式擠出機相較於所有其他擠出機結構係具有極佳的混合效果但輸送效果低很多。
依照製造商,行星螺桿式擠出機有各種設計與尺寸。依據期望的生產量,螺桿機筒的直徑通常在70mm與400mm之間。
行星螺桿式擠出機通常具有一填充部與一混練部。
填充部(通常相當於一填充區)係由一輸送螺桿構成,所有固體組分(特別是非熱塑性的彈性體以及視需要的其它組分)被連續供給至該輸送螺桿。然後該輸送螺桿將材料轉移至該混練部。具螺桿之填充部範圍較佳為冷卻的,以避免材料的沉澱物累積在螺桿上。但也有無螺桿部件的實施型態,此時材料直接添加在中心螺桿與行星螺桿之間。但這對於依據本發明之方法的效果來說並不重要。中心螺桿較佳也可冷卻。
混練部通常係由一支驅動的中心螺桿與多支 行星螺桿所構成,其在一個具內螺旋齒輪之螺桿機筒內繞著中心螺桿轉動。中心螺桿的轉數與因此產生的行星螺桿的轉速可變動,因此為控制混練製程之重要參數。混練部可由單一個混練單元構成,或由一系列數個(特別是藉由推力環與視需要額外的注射環或分散環)彼此分開的混練區構成。其中行星螺桿之數量與排列可按混練區變動。典型上混練部較佳由至少兩個,特佳由三個或四個聯結的螺桿機筒構成,其中各螺桿機筒可具有一個以上個別的溫度控制回路。
於現在的設計中,圍繞的殼體具有雙層套筒。內層套筒係由一備有內齒輪的套管所形成。在內層套筒與外層套筒之間提供行星螺桿式擠出機重要的冷卻。
行星螺桿在圓周方向不需要引導。藉由齒輪即確保行星螺桿的間距在圓周方向保持相同。其可以說是自動導向。
材料在中心螺桿與行星螺桿之間或是行星螺桿與機筒部的螺旋齒輪之間循環,而在剪切能量與外部溫度的影響下使材料分散為均勻的配料。
在各螺桿機筒中旋轉的行星螺桿之數量可變動,並藉此配合製程的要求。行星螺桿數量影響行星螺桿式擠出機內的自由體積、製程中材料的滯留時間,此外還決定用於熱交換與材料交換之面積大小。行星螺桿的數量透過引入的剪切能量而對混練結果有影響。在螺桿機筒直徑固定之情形下,螺桿數越大能達到更佳的均質化能力與分散能力,或是達到更大的製品生產量。為 了達到良好的混練品質對生產率的比例,較佳為使用可能的行星螺桿數量的至少一半或甚至至少3/4。
能組裝在中心螺桿與螺桿機筒之間的行星螺桿之最大數量係取決於螺桿機筒的直徑與所使用的行星機筒之直徑。在使用較大的機筒直徑(如為了達到在生產規模之產出率所需)或在對行星螺桿使用較小的直徑之情形,螺桿機筒可安裝更大量的行星螺桿。一般來說,於機筒直徑D=70mm的情形使用至多7支行星螺桿,而在機筒直徑D=200mm的情形可使用例如10支,而在機筒直徑D=400mm的情形可使用例如24支行星螺桿。
當然,各螺桿機筒可在行星螺桿的數量與種類上有不同裝備,以配合各配方與製程上的要求。
依據本發明成功提供可穩定保存的環氧化物系的固化型組成物,其極適合使用作為膠帶中的黏著劑,並藉此成功實現極厚的膠帶。生產的製品特別對玻璃表面具有極佳的黏著力。藉由所選擇的組分,成功減少或完全避免所使用的固化劑在另一種組分中的溶解度,藉此得到保存非常穩定的製品,其易於輸送與保存,即使在客戶使用後,甚至在更長的保存時間後,也能確保其完全的黏合性能。
依據本發明之黏著劑或膠帶在施用後的固化可較佳地在120℃與200℃之間的溫度下進行10至120分鐘。確切條件係由所使用的固化劑與視需要使用之加速劑與加速劑所使用的量決定。典型上加速劑係在0.5 phr與5phr之間使用,其中phr係指所使用的環氧樹脂的份量。舉例來說固化條件為在180℃下30分鐘、在160℃下30分鐘、在145℃下35分鐘、在130℃下60分鐘、在120℃下120分鐘。
依據本發明可實現極厚的膠帶。藉由依據本發明之黏著劑以穩定薄膜的形式提供高黏度的黏著劑,如藉由在聚合物成膜劑基質中嵌入反應性黏著劑,開啟了通往高尺寸多樣性之保存非常穩定的膠膜的入口。
也就是能提供極薄的形式(例如數μm厚)的膠膜,到通常的膠帶厚度(如25μm至100μm厚的黏著劑層,如約50μm厚的黏著劑層),到具有超過100μm,較佳為超過200μm,甚至為300μm以上、500mm以上、1mm以上的極厚黏著劑層之膠帶,到範圍在數毫米甚至數公分之黏著劑層,且既可作為單層膠膜(轉移膠帶)提供,也可作為單面或雙面的多層膠帶(特別是具有一載體材料)提供。
[參考方法]
只要沒有另外詳細規定或指定,則本說明書中各參數資料都是基於以下參考測定方法。
黏度
流體塗布材料的流動性的評量方式之一為動態黏度。動態黏度係依據DIN 53019測定。流體係指黏度小於108Pa.s。黏度在係以具標準幾何之圓筒型旋轉黏度計依照DIN 53019-1於23℃的測量溫度與1s-1的剪切速率下測定。
分子量
數量平均分子量Mn或重量平均分子量Mw之數據係參照用凝膠滲透層析法(GPC)如下測定: 作為沖提液係使用具0.1體積%的三氟乙酸之THF(四氫呋喃)。測量係在25℃進行。作為保護管柱係使用PSS-SDV,5μ,103Å,ID 8.0mm x 50mm。分離係使用管柱PSS-SDV,5μ,103以及105與106,均具ID 8.0mm x 300mm。樣品濃度4g/l,流量為每1分鐘1.0ml。係相對於聚苯乙烯標準品測量。
聚合物或樹脂之軟化溫度
軟化溫度係依照相關方法進行,其以「環球法」為人所熟知,並係依據ASTM E28標準化。
要測量軟化溫度,係使用Herzog公司之環球法軟化點測試儀HRB 754。待測樣本(如樹脂或彈性體)先被均勻研磨。將所產生的粉末填入具有底部開口之測量圓筒(圓筒上部內徑為20mm,圓筒底部開口直徑為16mm,圓筒高度為6mm),並在加熱板上熔化。填充量係選擇成使樣本在熔化後完全填滿圓筒而不超出。
所產生的試體與圓筒一起插入HRB 754的樣本架。若軟化溫度介於50℃與150℃之間,則使用甘油填充加熱浴。在較低的軟化溫度之情形也能使用水浴來作業。測試球具有9.5mm之直徑且秤重3.5g。依據HRB 754步驟,在加熱浴中將球設置於試體上並沉入試體。在圓筒底部下方25mm有一收集盤,在此盤上方2mm有一光電感測器。在測量過程中溫度以5℃/min上升。在軟 化溫度之溫度範圍球開始往圓筒底部開口移動,直到最終停在收集盤上。在此位置其被光電感測器偵測到,並記錄下此時間點加熱浴之溫度。進行兩次測量。軟化溫度係取兩次獨立測量的平均值。
其他參考方法來自實驗部分中的測試方法。
[實驗部分]
於實驗部分的各實施例中係使用ENTEX Rust&Mitschke公司的行星螺桿式擠出機。圖1顯示使用於實施例中的行星螺桿式擠出機組態,該圖式同時示範性地提供來圖解行星螺桿式擠出機的基礎結構。
該行星螺桿式擠出機具有一填充部(2)與一混練部(5),該混練部係由四個串聯的螺桿機筒(5a至5d)所構成,各螺桿機筒對應於一個混練區。其中螺桿機筒5a為第一混練區。於螺桿機筒內,藉由中心螺桿(6)的旋轉驅動之行星螺桿(7)在中心螺桿(6)與行星螺桿(7)之間或是在行星螺桿(7)與螺桿機筒(5a至5d)的牆壁(10)之間交換材料。
於各螺桿機筒(5a至5d)末端上有一推力環(8a至8d),其使行星螺桿(7)保持靜止。
通過填充口(1)可將組分,例如彈性體、填料、抗氧化劑等等,供給至行星螺桿式擠出機的填充部(2)之輸送螺桿(3)。然後,輸送螺桿(3)將材料輸送至第一螺桿機筒的,也是第一混練區(5a)的中心螺桿(6)。為了改善中心螺桿(6)與行星螺桿(7)之間的材料進給,於實驗中在第一螺桿機筒(5a)使用四支長的與三支短的行星 螺桿(7),通常其他配置也是可實現的。
該內部中空的輸送螺桿(3)與中心螺桿(6)係連結在一起並具有一個相同的溫度控制回路。混練部(5)的各螺桿機筒(5a至5d)具有獨立的溫度控制。透過另一個溫度控制回路可冷卻填充部(2)。作為溫度控制媒體可使用水。
特別是使用來溶合的環氧樹脂之進料,還有其它組份之進料,可例如透過注射環(4)在第一螺桿機筒(5a)前,或是透過設有孔洞的推力環(8a至8d),或是組合這兩種方式來進行。螺桿機筒(5a至5d)係在機筒的大致中間設有用於側面進料之開口。透過此開口,視需要透過側進料機(9a至9d)加入液態或固態的組份(特別是如其他反應性樹脂與交聯劑)。
壓敏性黏著劑的溫度係藉由刺入式探針於製品出口(11)測定。
保存性
膠帶的保存性(Lf)係透過DSC測定。為此,測定試樣於40℃下保存10天(△H10d40)與於60℃下保存10天(△H10d60)的反應熱,並與新製造的試樣(△Hfrisch)比較反應熱。
Lf40=△H10d40/△Hfrisch及Lf60=△H10d60/△Hfrisch
因此,保存性為反應性膠帶的剩餘反應性的百分比。於某些情況下,保存的樣本之測定反應熱最小大於新試樣的反應熱。保存性在此情形設為1。
頂端剪切測試
參見圖2。於一玻璃基材(2.1)無氣泡地黏貼上一鋼模(2.2),並以2kg的重物施壓一分鐘,該鋼模具有平板狀水平基底表面;邊長約2.5cm x 2cm;並在另一側具有用於連結槓桿(2.3)之形狀,其係在水平基底表面上先配備有一2.0cm x 2.0cm且500μm厚的黏著劑層(2.4)。於145℃下進行黏著劑(2.4)之固化30分鐘;接下來在一模擬氣候箱中於65℃與90%相對濕度下進行濕熱保存。尖端剪切測試之評量係在Zwick試驗機中以20kN測試體進行。於黏合的鋼模(2.2)上,如圖2所示,對其連結一槓桿(2.3)。該機器向下施壓槓桿(壓力以箭頭2.5顯示),直到玻璃-鋼材黏合失效。
測試結果為破壞模式。黏附破壞(A)表示黏著劑(2.4)無殘膠地自玻璃板(2.2)脫離。內聚破壞(K)表示在鋼模(2.2)的水平基底表面上以及玻璃基材(2.1)上找到黏著劑(2.4)的殘留物。
熱塑性
熱塑性或非熱塑性的判定係在Ikamag公司的實驗室加熱板上進行。於該加熱板上放上一正方形鋼板,其對應於依照ISO 29862:2007,章節5.3.3之規格,但具有完全覆蓋該加熱板之邊長,與1.1mm之厚度。以溫度探測器測量背對加熱板的鋼板表面之溫度。
將待測聚合物(一長、寬、高約2cm x 2cm x 2cm之方塊,或在丸粒的情形為一粒狀珠子)放在鋼板的空置表面中心。
以待測聚合物之相同試樣進行三次測試系列,其中鋼板在一測試系列被加熱至150℃之溫度,於第二測試系列被加熱至200℃之溫度,並於第三測試系列被加熱至250℃之溫度(加熱速率均為約每秒1℃,藉由溫度探測器測定溫度)。將樣品保持在各最終溫度1分鐘,然後將鋼板傾斜至60°角(基於平坦、水平的基底)。
測試的樣品當其在傾斜時自己從板子上掉下/滾下時,則至少到該溫度被認為是非熱塑性的。
測試的樣品當其在測試時於該溫度黏附於板子上至少2秒(並因此通過至少部分熔化而流動)時,也就是說當其在2秒的時間內不會自己自板子掉下/滾下時,其被認為在低於該溫度時就已經具有熱塑性行為。
加速劑的軟化點
其係使用一軟化點分析儀。對此,將加速劑填入一毛細管中,並以20K/min的加熱速率加熱。藉由放大鏡能在視覺上確定軟化點。對於環氧化物-胺加成物,係選擇粉末明顯開始改變其形狀之溫度為溫度下限。
所使用之原料:
Breon N41H80 熱聚合丁腈橡膠,具41重量%之丙烯腈含量與70至95之慕尼黏度。依照熱塑性的測試方法到250℃都為非熱塑性的。製造商/供應商:Zeon Chemicals。
Araldite ECN 1273 固態環氧甲酚酚醛樹脂,具有68至78℃之軟化溫度與217至233 g/eq之EEW。製造商/供應商:Huntsman。
Araldite GT7072 固態雙官能雙酚A/環氧氯丙烷環氧樹脂,具有570至595g/eq之EEW與82至90℃之軟化溫度。製造商/供應商:Huntsman。
Epon 828 雙官能雙酚A/環氧氯丙烷液態環氧化物,每環氧基的重量為185至192g/eq。於25℃的黏度為12至14Pa s。 製造商/供應商:Momentive。
反應性樹脂1 Kukdo公司的市售脂肪酸改質的環氧樹脂(「KSR-177」),具190~220g/eq之環氧當量,於25℃的黏度為9~15Pa s,並具最大5.0之加德納色度,以提升對例如玻璃與金屬之黏著力。
反應性樹脂2 由Epon 828與Sylfat FA1所製成 之脂肪酸改質的環氧樹脂。將該反應產物與Epon 828混合並調整至200g/eq之EEW。
Dyhard 100S 用於環氧化物系統之潛伏性固化劑,由微粒化的二氰二胺構成,其中98%的粒子小於10μm。製造商/供應商:AlzChem。
Ajicure PN-40 環氧化物-咪唑加成物,具105℃至125℃之軟化溫度(一批以107℃使用)與6至16μm之平均粒徑。製造商/供應商:Ajinomoto。根據安全數據表,其為環氧樹脂、咪唑與羧酸的反應產物。
Ajicure PN-50 環氧化物-咪唑加成物,具100℃至125℃之軟化溫度(一批以116℃使用)與7.5至16.5μm之平均粒徑。由環氧樹脂、咪唑與羧酸所形成的反應產物(根據製造商的安全數據表)。製造商/供應商:Ajinomoto。
Ajicure MY-25 由胺與環氧樹脂所形成的反應產物(環氧化物-胺加成物),具110℃至150℃之軟化溫度(一批以128℃使用)與7.5至17.5μm 之平均粒徑。製造商/供應商:Ajinomoto。
Ancamine 2014FG 改質脂族多胺加成物。90%粒子小於6μm。軟化點低於100℃。製造商/供應商:Airproducts。
Technicure LC-80 膠囊化改質咪唑,具90至110℃之軟化溫度。一批以100℃使用。根據批發商(Brenntag)其係咪唑-環氧化物-胺加成物。製造商/供應商:ACCI Specialty Materials。
EpikureP-101 環氧化物-咪唑加成物,具介於85℃至105℃之軟化範圍(一批以89℃使用)。製造商/供應商:Hexion。
Sylfat FA1 松油脂肪酸。製造商/供應商:Kraton公司。
脂肪酸改質的反應性樹脂2之製備
於一反應容器中將76g的Epon 828與56g的Sylfat FA1混合並加熱至250℃。可將產生的水蒸發掉。產物係無進一步純化地使用。
膠帶之製備
黏著劑係於Haake公司的計量捏合機中以 70%至80%之間的填充水平製備。對此,提供丁腈橡膠與Struktol PD3611,並在60℃以螺桿式槳葉捏合直到出現恆定的扭矩。然後加入其他原料並捏合。最後加入固化劑與視需要的加速劑並在約80℃的熔體溫度下捏合約5分鐘。
將黏著劑在真空壓製機中於兩片矽化PET膜之間無氣泡地壓製成500μm厚的轉移膠膜。
此外,在一前導測試中製造組成物K0(相當於K1,但沒有固化劑Dyhard 100S),並於95℃捏合15分鐘,以模擬擠出製程的熱應力。於壓製過程後此膠膜發白,這顯示加速劑未溶解的微粒禁得起捏合製程並分散存在。
額外再以連續製程製備K1,並在評量表中作為K1*。
使用的是Entex Rust & Mitschke公司的具有四個連結的螺桿機筒(其具有70mm之內徑)之行星螺桿式擠出機。前兩個螺桿機筒各安裝7支行星螺桿,後面兩個各安裝6支行星螺桿。第一螺桿機筒後的分散環具有38mm之空置橫截面直徑,第二螺桿機筒後的分散環具有34.5mm之空置橫截面直徑,第三螺桿機筒後的分散環具有34mm之空置橫截面直徑。於行星螺桿式擠出機的此實施形態中,填充部具有一輸送螺桿,材料可供給至其上。所使用的製程參數於下面詳細說明。
行星螺桿式擠出機的下游使用一雙螺桿擠出機(DSE)作為脫氣擠出機(KraussMaffei Berstorff,螺桿直徑為42 mm,L/D為36),其中在脫氣區中施加200mbar的真空。脫氣擠出機於90轉/分鐘下以60℃連續回火。
固化劑係於DSE的前三分之一添加。若使用固化劑與加速劑,則製備由Dydard 100S與相應的加速劑以相應的混合比例形成之混合物(「批料」),並同樣在DSE的前三分之一添加。所列出的物料流因此為包含固化劑與加速劑之混合物。
黏著劑自行星螺桿式擠出機的排出溫度係在85℃與95℃之間的範圍。在通過下游的雙螺桿擠出機後,溫度處於相似的水平。
對上述實施例選擇以下製程參數:
膠帶之評量
n.b.(未測定)表示樣本在保存時間內固化,而未進行DSC測量。
* A=在玻璃界面黏附失效
K=完全內聚失效
保存條件:於65℃與90%相對濕度下300小時
依據本發明之具有由脂肪酸改質的環氧樹脂與具至少(大於/等於)100℃的軟化溫度之環氧化物-胺加成物形成的組合之黏著劑K1至K5的特徵為:優良的保存性Lf60 0.3,同時於濕熱保存下(於65℃,90%相對濕度下300小時)具極佳的黏著性質。只有在兩種依據本發明之原料的組合中才能得到高保存性以及黏著劑在濕熱保存後對玻璃基材之內聚失效。一旦少了一種組分,不是保存性降低(如V2中實施例使用非依據本發明的加速劑(Ancamine 2014FG))就是濕熱保存後對玻璃表面的破壞模式為黏附失效(當少了脂肪酸改質的環氧樹脂時(V3))。熟習本技藝者也熟知以矽烷作為助黏劑。一典型用於環氧黏著劑之矽烷為3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷,其在V1中使用來替代依據本發明之脂肪酸改質的環氧樹脂。此時雖然濕熱保存性如預期的提升(破壞模式為內聚破壞),但低分子量的液態矽烷明顯對保存性有負面效果,其在Lf60落到低於0.8。此外,矽烷之添加在更長期的保存後會導致與矽化裱紙相關的問題。我們推測,具有專利申請範圍請求的由環氧化物-胺加成物與脂肪酸改質的環氧樹脂所組成之組合的黏著劑之保存性提升,可能歸因於黏著劑之極性的輕度調整。脂肪酸改質 降低了極性,藉此降低了環氧化物-胺加成物的溶解性,並依此提升了保存性。
令人驚訝地顯示:在例如90℃下,當黏著劑與預期相反在此高溫下也還是高黏度時,即便如此環氧化物-胺加成物還是能熱加工。我們推測,此種加成物於反應性樹脂中不期望的過早溶解,由於高黏度而被延緩或防止了。較佳為熱黏著劑的黏度於90℃顯示為大於10Pa s,特別是大於100Pa s。即便是於90℃具有超過1000Pa s之黏度的黏著劑能在擠出機以及實驗室捏合機中加工,並表現出極佳的保存性,這是歸因於熔體黏度與環氧化物-胺加成物之間令人驚訝的交互作用。熟習本技藝者肯定偏好較低的黏度,因為在這樣的系統中把加成物粒子帶入溶液中的剪切力的作用明顯較低。
對於在60℃的保存性,令人驚訝地發現加速劑的軟化溫度必須至少高於40℃。即藉由具大於/等於100℃之軟化點的環氧化物-胺加成物產生於60℃可穩定保存的黏著劑(K1~K5)。V4包含具大幅高於60℃但低於100℃的軟化溫度之加速劑。此系統在60℃下不可穩定保存。溫度下限在比較K3與K5時又更為明顯。於K3中所使用的加速劑Ajicure PN-40具有107℃之軟化點,而於K5中所使用的加速劑Technicure LC-80具有100℃之軟化點。雖然在K5於60℃也有一定程度的保存性,但相對於K3有明顯差異。
此外,無意受此理論束縛,推測依據本發明使用之固化劑與行星螺桿式擠出機中主要的剪切力和溫 度應力有正向的交互作用。對於特別長的保存性來說,製程中固化劑沒有溶於黏著劑中係特佳的。可能是此具大於等於100℃的軟化溫度之環氧化物-胺加成物「較硬」,並因此更能承受剪切力。

Claims (18)

  1. 一種固化型組成物,其包含一種以上環氧樹脂以及至少一種用於該環氧樹脂之固化試劑,其特徵為:作為該至少一種環氧樹脂係使用脂肪酸改質的環氧樹脂,及該固化試劑包含至少一種環氧化物-胺加成物,其中該固化試劑包含至少一種環氧化物-胺加成物,也就是由至少一種在分子中具有至少一個環醚基之化合物與至少一種胺化合物所形成之反應產物。
  2. 如請求項1之固化型組成物,其中作為脂肪酸改質的環氧樹脂係使用雙酚環氧樹脂與飽和或不飽和的脂肪酸之酯化產物。
  3. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該雙酚獨氧樹脂為下式之化合物 其中m的平均值為0.07至16.4。
  4. 如請求項2或3之固化型組成物,其中該雙酚環氧樹脂具有的環氧當量在180g/eq與5000g/eq之間。
  5. 如請求項2至4之固化型組成物,其中作為脂肪酸係使用:- 椰子油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸(脫水蓖麻油的脂肪 酸)、亞麻籽油脂肪酸、大豆油脂肪酸、松油脂肪酸、α-次亞麻油酸、十八碳四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、亞麻油酸、γ-次亞麻油酸、雙同-γ-次亞麻油酸(dihomo-γ-linolonic acid)、花生四烯酸、二十二碳-7,10,13,16-四炔-1-酸、軟脂油酸、異油酸、油酸、反油酸、鱈油酸、13-二十烯酸、芥子酸、二十四烯酸、硬脂酸、二十碳三烯酸,及/或- 上述脂肪酸之二聚物及/或寡聚物。
  6. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該環氧化物-胺加成物係以微粒形態使用。
  7. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該具有至少一個環醚基之化合物為多官能的環氧化合物。
  8. 如請求項7之固化型組成物,其中該多官能的環氧化合物為:一聚環氧丙基醚、一聚環氧丙基醚酯、一聚環氧丙基酯、一環氧丙胺、一環氧化酚醛清漆或一環氧化聚烯烴。
  9. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該胺化合物為包含至少一個三級胺基之化合物,特別是包含至少一個三級胺基以及額外的至少一個從包含下列之清單中所選出的其他基:-OH(羥基)、-NH(二級胺基)、-NH 2(一級胺基)、-SH(氫硫基/巰基)、-COOH(羧基)、-CONHNH 2(醯肼基)。
  10. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中於製備環氧化物-胺加成物時作為其他原料加入一穩定化組分,特別是選擇作為酸酐或作為每分子具有兩個以上 活性氫之一種以上活性氫化合物。
  11. 如請求項9之固化型組成物,其中該穩定化組分係在相對於環氧化物-胺加成物的具有至少一個環醚基之化合物中每莫耳當量之環氧基,存在0.05至5.0莫耳當量的水時使用。
  12. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該胺化合物為以下通式: 其中X為-OH、-NH 2、-NH或-SH,R 1與R 2係各自獨立地從包含以下之群組中所選出- 氫原子,- C 1至C 20烷基,- C 2至C 20烯基,- 未取代的芳族烴基,- 經取代的芳族烴基,特別是以氧、鹵 素、-OH、-NH 2、-NH及/或-SH取代,R 3為具有1至20個C原子之飽和或不飽和的無分支或有分支之烴鏈,R 4為具有1至20個C原子之飽和或不飽和的無分支或有分支之烴鏈,R 5為環狀與氮原子鍵結兩次的、脂族或芳族的、飽和或不飽和的、未取代或經取代的、具2至20個C原子之烴殘基,其能部分以雜原子取代,R 6、R 7、R 8與R 9係各自獨立地自包含下列之群組中所選出:- 氫原子,- C 1至C 20烷基,- C 2至C 20烯基,- 未取代的芳族烴基,- 經取代的芳族烴基,特別是以氧、鹵素、-OH、-NH 2、-NH及/或-SH取代,- -OH、-NH 2、-NH及/或-SH,附帶條件為:R 9=H或者基團R 6、R 7及/或R 8中至少一個為基團-OH、-NH 2、-NH或-SH中之一。
  13. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中胺化合物係從以下清單選出:2-二甲胺基乙醇、1-甲基-2-二甲胺基乙醇、1-苯氧基甲基-2-二甲胺基乙醇、2-二乙胺基乙醇、1-丁氧基甲基-2-二甲胺基乙醇、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-甲 咪唑、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-乙基-4-甲咪唑、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-甲咪唑、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-乙基-4-甲咪唑、1-(2-羥-3-苯氧基丙基)-2-苯咪唑啉、1-(2-羥-3-丁氧基丙基)-2-甲咪唑啉、2-(二甲胺基甲基)酚、2,4,6-參(二甲胺基甲基)酚、N-β-羥乙基 啉、2-二甲胺基乙胺、3-二甲胺基正丙胺、2-二乙胺基乙胺、3-二乙胺基正丙胺、N-甲基哌 、咪唑、2-甲咪唑、2-乙咪唑、2-乙基-4-甲咪唑、2-異丙咪唑、2-十一基咪唑、2-十八基咪唑、2-苯咪唑、2-苯基-4-甲咪唑、2-二甲胺基乙硫醇、甲巰咪唑、2-巰苯并咪唑、2-巰苯并噻唑。
  14. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該固化試劑係包含一種以上不同於環氧化物-胺加成物之化合物作為用於脂肪酸改質的環氧樹脂的固化反應之固化劑或加速劑。
  15. 如請求項11之固化型組成物,其中該不同於環氧化物-胺加成物之固化劑或加速劑係自包含下列之清單中所選出:- 二氰二胺- 酸酐- 封端或未封端的咪唑- 醯肼- 由二酸與多官能胺所形成之反應產物,特別是如由鄰苯二甲酸與二伸乙三胺所形成之反應產物。
  16. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該固化 型組成物為一壓敏性黏著劑。
  17. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中該固化型組成物係以膜狀存在,或是嵌入於一成膜基質中,特別是一聚合物成膜劑基質中,該聚合物成膜劑基質係包含一種以上熱塑性聚胺甲酸酯或一種以上非熱塑性的彈性體,或者該聚合物成膜劑基質係包含係由一種以上熱塑性聚胺甲酸酯或一種以上非熱塑性的彈性體所構成。
  18. 如上述請求項中任一項之固化型組成物,其中有其他不同於脂肪酸改質的環氧樹脂之環氧樹脂存在,特別是至少一種矽烷改質的環氧樹脂及/或至少一種彈性體改質的,特別是丁腈橡膠改質的環氧樹脂。
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