TW526215B - Process for the preparation of reaction products of cycloaliphatic epoxides with multifunctional hydroxy compounds - Google Patents
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Description
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 526215 A7 B7 五、發明說明(/ ) 本發明關於環脂族環氧化物與多官能羥基化合物之液 體反應產物的製法,該方法所獲得的產物於製備一種可硬 化組成物之用途,可硬化組成物及其用途。 已知於不勻相觸媒的存在下醇類與環脂族環氧化物間 的反應。例如,G. H. Posner等人在四面體通訊(Tetrahedron Letters)第42號3596-3600頁(1975)中提及使用W-200氧化 鋁使醇與氧化環己烯反應以便以良好的產率形成對應的反 式-2-烷氧基環己醇。此方法使用過量的醇,其中僅使用單 官能材料。 已知於不勻相觸媒的存在下低分子量縮水甘油基環氧 材料與多羥化合物之反應。此方法將高環氧化物含量的低 分子量縮水甘油基環氧材料轉化成低環氧化物含量的較高 分子量材料。 例如,美國專利說明第4,543,430號揭示一種製備環氧 化物與羥基化化合物之加成產物的方法,該環氧化物爲環 氧烷類,而該羥基化化合物爲伸烷二醇、單烷基醚、酚或 水。羥基化化合物對環氧化物的比率範圍係2至20重量% 。反應係於均勻液相中、在40與250t間的溫度、於觸媒 的存在下進行。觸媒爲a)三氟甲烷磺酸四烷基銨或b)—選 自鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽、鋁、鈷、鎳、锆及錫的金屬之 二氟甲院磺酸鹽。觸媒的用量係使得反應混合物中的觸媒 濃度在1至lOOppm以重量計的範圍內。其第1欄第15至 17行中陳述說所尋求的產物較佳大體上係一種加成產物, 每分子中包括一衍生自環氧化物的單一單元。該產物將具 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 526215 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(丄) 有低分子量。 美國專利說明第5,362,835號揭示一種於週期表第IIA 、:[IB、ΠΙΑ、IIIB或VIIIA族金屬的三氟甲烷磺酸鹽之存 在下,環氧化物與二羥基化合物的加成反應。此方法之缺 點爲必須在一分開的反應步驟中使三氟甲烷磺酸鹽觸媒失 去活性。 現已發現當使用表面活性的不勻相觸媒會避免該失活 及不勻相觸媒的損失。 本發明關於聚環脂族環氧化物與多官能醇之改良,其 在控制的條件下及表面活性的不勻相觸媒之存在中,產生 具有增加分子量且被環脂族環氧基所封端的材料。所獲得 之改良的環氧化物係爲液體,具有大於〇.丨莫耳/公斤的可 測得之環氧化物含量。在一較佳實施例中,所改良的環氧 化物具有大於1.5莫耳/公斤的環氧化物含量,尤其大於2.〇 莫耳/公斤。 本發明的主題係一種製備具有環氧化物含量大於〇1 莫耳/公斤的液態產物之方法,該液態產物係由環脂族環氧 化物與多官能羥基化合物之反應所產生的,該方法包括使 多吕能環脂族環氧樹脂與單或多官能羥基化合物於一種選 自於活性氫氧化鋁、水合氧化鋁、非晶形矽石、活性碳及 陽離子交換樹脂的不勻相表面活性劑之存在下反應,及分 離出反應產物。 本發明的多官能環氧樹脂係環脂族且含有下式的環氧 基: 4 ''' 艾適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) —I ϋ n n n n ϋ ·ϋ tmmf Mu n 0 mmaMm «ϋ emmmmm tmmum I fla-i n I *1· n ·ϋ ·1 n an _1 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526215 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(
Hf ⑴, 其中R係直鏈C2-C6伸烷基,尤其是一可經額外的取代基 如G-CV烷基所取代的Ο伸烷基。可藉由過氧乙酸與環脂 族化合物的烯酯之反應來形成這些環氧樹脂。某些較佳的 環脂族環氧樹脂係二環氧化物且包括但不限於以下者:
3,4-環氧基環己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯
丄、CT
雙(2,3-環氧基環戊基)醚 0
〇
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格mo X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
EfL、〆 · 1 n·· n —ϋ 1_ n n ^ ^ 蠊 MMM* *· M·· 應 ’ i 1 ή-φ 矣 j 526215 A7 ____B7_ 五、發明說明(屮) 雙(3,4-環氧基環己基甲基)己二酸酯,及
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2-(3,4-環氧基環己基-5,5-螺)-(3,4-環氧基)環己烷-間-二噁烷 〇 亦可採用含非末端環氧化物基的二環氧化物,如二氧 化乙烯環己烯、二氧化挈烯、氧化二環戊二烯、4-氮雜四 環[6,2,1,02’703’5]十一冬基縮水甘油醚、乙二醇的雙(4-氮雜 四環[6,2,1,02’703,5]十一-9-基)醚、3,4-環氧基環己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯及其6,6^二甲基衍生物、乙二醇的雙 (3,4-環氧基環己烷羧酸酯)及3-(3,4-環氧基環己基)-8,9-環氧 基-2,4-二氮雜螺[5,5]~f— 烷。 在此方法之一較佳實施例中,多官能環脂族環氧樹脂 係選自於3,4-環氧基環己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯 及雙(3,4-環氧基環己基甲基)己二酸酯羧酸酯。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本發明方法所使用的單-或多官能羥基化合物係可含有 一級、二級或三級醇。 較佳的羥基化合物係那些具有下式者: Q(〇H)n (II) 其中Q係脂族、環脂族或芳脂族殘基,而η係1至 128的整數。當Q爲脂族殘基時,其可爲直鏈或支鏈CVCn 伸烷基殘基。 6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^ 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 •費 合 社 印 製 526215 A7 ______— —__B7^_ 五、發明說明(^ ) 環脂族殘基Q較佳係C5_C8伸環烷基殘基,其中伸環 院基可經取代基如CVC4烷基所取代,或數個伸環嫁基殘基 可經由一橋員如亞甲基橋連接在一起。 芳脂族殘基較佳係視需要經環取代的苄基殘基或萘基 亞甲基殘基。 各殘基Q可經取代或經間斷,只要取代基或間斷用的 原子不會使不勻相觸媒失去活性或與液體環氧樹脂進行競 爭反應。適合的取代基係酯基,如含於聚己內酯中者,及 不飽和基,如含於羥基終端的聚丁二烯或聚丁二烯聚合物 中者。 上述醇類可經烷氧基以及聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二 醇、聚氧丁烯二醇及基於該醇的聚己內酯基所取代。 式11(其中n=l)的較佳脂族羥化合物反應物之具體例子 包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及直鏈或分枝醇,及最高 包括Cn烷醇。 環脂族醇之具體例子包括環戊醇、環己醇及環庚醇以 及經C1-C4烷基及/或烷氧基所取代的醇類。 可提及的芳脂族醇包括苄醇及苯氧乙醇,它們兩者皆 可具有環取代如CVC4烷基及/或烷氧基,鹵素如F、Cl、Br 、I或其它基,只要取代基不會使不勻相觸媒失去活性或 與液體環氧樹脂進行競爭反應。 式11(其中n=2)之較佳脂族二羥基化合物反應物的具體 例子包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇及高級聚氧乙烯二 醇;丙-1,2-醇及高級伸丙氧二醇;丁-1,4-二醇及高級丙氧 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) Γ --------訂---------線 i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526215 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π A7 B7 五、發明說明(L ) 丁二醇;聚己內酯二醇;新戊二醇;戊-1,5-二醇;己-i,6-二醇及辛-U-二醇。 較佳的環脂族二醇之具體例子例如爲對環己二醇、間 環己二醇、雙(4-羥基環己基)甲烷、2,2-雙&經基環己基) 丙烷、環己烷二甲醇及U-雙(羥甲基)環己-3-嫌及4,9-雙( 羥甲基)三環[5,2,1,02’6]癸烷。 可提及的芳脂族二醇反應物係1,4-苯二甲醇及4,4l雙( 羥甲基)聯苯基。 式11(其中n=3)之較佳脂族二經基化合物反應物的具體 例子包括甘油、基於甘油的高級聚乙二醇、基於甘油的高 級聚氧丙烯二醇及基於甘油的聚己內酯三醇。 式11(其中η=4)之較佳脂族四羥基化合物反應物的具體 例子包括異戊四醇、基於異戊四醇的高級聚乙二醇及基於 異戊四醇的高級聚氧丙烯二醇。 式11(其中η>4)之較佳脂族多羥基化合物的具體例子包 括Perstorp Polyols所製造及以商品名稱Boltorn (ΤΜ) Dendritic Polymers所販售的樹枝狀多元醇系列。這些包括 B〇LT〇RN H20、H30、H40及H50(〇H官會g度分別等於16、 32、64及128 ;且分子量分別等於1800、3600、7200及 14400)。 在製法的一較佳實施例中,多官能羥基化合物係選自 於乙氧基化異戊四醇、聚乙二醇、聚四氫呋喃、聚己內酯 二醇或三醇、三丙二醇、丙氧基化甘油及樹枝狀多元醇。 在反應開始時羥基官能莫耳數對環脂族環氧官能莫耳 8 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) i 雙--------π---------$罈 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526215 A7 _ B7 五、發明說明(9) 數的比例係爲獲得具有低黏度且很少的聚合副產物之重要 關鍵。羥基官能對環脂族環氧官能的莫耳比通常係在1:2 至1:10的範圍內,尤其1:3至1:5。 本發明方法中所用的不勻相表面活性觸媒係選自於活 性氫氧化鋁、水合氧化鋁、非晶形矽石、活性碳及陽離子 交換樹脂。在本文中,可了解不勻相觸媒係一種不溶於反 應混合物中者。 活性氫氧化鋁較佳係多孔的具有通式Ah〇^)(OH)2x的 固態氫氧化鋁,其中X的範圍爲約0至0.8,其係藉由熱處 理氫氧化鋁前驅物而製得的。術語活性礬土係指銘的三氫 氧化物、氧化物氫氧化物及非化學計量的凝膠狀氫氧化物 。術語活化係指由於加熱所導致的表面性質改變。其它名 稱爲活性礬土、γ-礬土、催化礬土及過渡礬土。可以將氫 氧化鋁、再水合的礬土或假水鋁土凝膠活化而製備這些產 品。其它方法包括焙燒氯化鋁及煅燒前驅物如鞍_ (A1H7N〇8S〇。可藉熱處理來自於Bayei*製程的水礬土及隨 後再水合而製備得活性氫氧化鋁。由可溶性鋁化合物的濕 化學反應可形成凝膠基活性礬土,例如混合硫酸鋁及鋁酸 鈉溶液,或水解烷氧化鋁。參考John Wiley & Sons出版的 Kkk-Othmer技術百科全書第四版第2冊第291頁,字氧化 鋁(礬土)。水合的氧化鋁較佳係選自於由結晶氫氧化鋁及 凝膠狀結晶氫氧化鋁所構成的氫氧化鋁族群。 適合的氫氧化鋁係三氫氧化物及氧化物-氫氧化物,選 自於水礬土、拜爾石、新三水氧化鋁、水鋁土及水鋁石。 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 A7 B7 五、發明說明(p) 術語凝膠狀結晶氫氧化鋁係涵蓋一種產品範圍,其中膠態 水合攀土係爲主要的固相且其可歸類爲非晶形或凝膠狀水 鋁石。特別參考John Wiley & Sons出版的Kirk-Othmer技 術百科全書第四版第2冊第317頁,字氧化鋁(水合的)中 所述之這些產品的特性及其製備方法。 非晶形矽石不具有晶體結構,如由X射線繞射測量所 界定者。非晶形矽石可爲天然發生的或合成的,其較佳爲 微非晶形矽石,例如矽溶膠、凝膠、粉末及多孔玻璃。這 些係由無機聚合物[(SiO〇n (n=〇〇)]的基本粒子所構成,其中 矽原子呈四面體排列而共價鍵結於四個氧原子。四個氧原 子各共價鍵結於至少一個矽原子以形成矽氧烷(_Si-〇-Si-)或 矽烷醇(-Si-OH)官能度。非晶形矽石較佳係選自於表面活性 的矽石,其由矽溶膠或膠態矽石、矽凝膠、沈澱砂石及熱 解或煙薰矽石所構成。 矽溶膠或膠態矽石係由具有直徑約1至l〇〇nm的分立 非晶形砂石粒子之穩定水性分散液或溶膠。砂凝膠係一種 膠態矽石的球形粒子之黏著的、剛性的、連續三次元網絡 。矽氧烷及矽烷醇官能度皆存在著。矽凝膠係分成三類, 即規則的、中間的及低密度凝膠,且可被乾燥或粉化。表 面可分類爲完全羥基化的(其中表面僅由矽烷醇所構成), 或矽氧烷或一經改質的有機表面。藉使矽凝膠乾燥有或在 150°C以下水中沈澱出而形成矽烷醇表面。這些表面被水所 潤濕。在300-100(TC加熱已羥基化的表面,而藉由脫水漸 漸形成矽氧烷表面。 10 張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •f 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(1) 沈澱矽石可含有高至10%水當作表面矽烷醇。其係由 膠體大小的矽石粒子(其在製備過程期間不會在巨大凝膠網 絡中連結)之聚集所形成或是由溶液中沈澱出以形成沈澱矽 石。表面的大小範圍以直徑計爲5至50nm。聚集體爲直徑 範圍最高約500nm的粒子之立體團簇。聚集體內的粒子係 經由矽氧烷鍵的形成而互相共價鍵結。聚集粒子亦可經由 氫鍵來聚集,而產生直徑範圍最高可約100nm的結構。聚 集粒子的中間大小通常爲20至50μιη,但是可經硏磨而將 大小減至約Ιμιη。 熱解或煅製矽石粒狀矽石係由汽相製得且係爲一種非 晶形、白色粉末,其亦由膠體大小的矽石粒子之聚集體所 構成,但是其通常較不緻密的且純度係高於由溶液沈澱出 的矽石者。表面矽烷醇密度之正常範圍爲約2-4/nm2的表面 積。煙薰矽石具有<300m2/g的表面積,粒子直徑範圍爲 100nm至2μιη且本質上非多孔的。特別參考〗ohn Wiley & Sons出版的Kirk-Othmer技術百科全書第四版第21冊第 1000頁,字非晶形矽石;字矽溶膠及膠態矽石;第120頁 ,字矽凝膠;第1023頁,字沈澱矽石;及第1026頁,字 熱解砂石。 活性碳係一種主要非晶形的固體,其具有大的內表面 及孔隙體積。可以採用不同形態的商業化產品,其主要含 有微孔(孔寬<2nm)、中孔(孔寬2-50nm)及巨孔(孔寬>50nm) 。活性碳的表面積係在500-2000m2/g的範圍內。液相活性 碳較佳係爲粉未、粒狀或成形樣式。粉狀粒子的平均大小 11 本紙張尺;1適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I i An >n n «Βϋ n- «IV— n n n n a n n n n n Hi-"、V n mmmmt n imm§ n n n 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526215 A7 B7 五、發明說明(/ b ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 係15-25μιη。粒狀或成形碳之粒子大小係約15-25μιη。特別 參考John Wiley & Sons出版的Kirk-Othmer技術百科全書 第四版第4冊第1015頁,字活性碳。 在製法的一較佳實施例中,使用陽離子交換樹脂。適 合的陽離子交換樹脂係巨孔或微孔的、交聯磺酸化聚苯乙 烯或交聯聚丙烯酸陽離子交換樹脂。它們可由苯乙烯·二乙 基苯共聚物(其已經被磺醯基所官能化)或(甲基)丙烯酸-二 乙基苯組成物製得。 離子交換樹脂的結構係微孔的或巨孔的。微孔樹脂常 稱爲凝膠或凝膠型樹脂。巨孔樹脂亦稱爲巨網。典型的樹 脂具有0.3至1.2mm的直徑。特別參考John Wiley & Sons 出版的Kirk-Othmer技術百科全書第四版第14冊第737頁 ,字離子交換。上述本發明方法所用的觸媒之量係介於1-60%間,尤其5-50%,最佳15-30%,以反應混合物的總重 量爲基準。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在本發明的方法之進行期間,藉由醇起始材料與環氧 樹脂之反應而產生二級醇。當反應進行時,此醇本身亦可 與環氧樹脂反應而最後將導致反應混合物中的環氧官能完 全喪失。由於此方法容許簡單地移除觸媒(例如藉冷卻及過 濾),而在反應期間任一點能有效地中止反應及停止製程。 可在室溫,較佳於一包含60至250°C的高溫,尤其80 至150°C,使多官能環脂族環氧樹脂與多官能羥基化合物 於不勻相表面活性觸媒的存在下進行反應。製程的後續步 驟包括冷卻反應混合物,移除觸媒,及分離出具有增加分 12 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 A7 B7 五、發明說明(丨丨) 子*»且丨皮瓌脂族環氧基所封端的反應產物。 本發明亦關於上述方法所獲得的產物及使用此產物於 製備可硬化組成物。 本發明關於一種可硬化組成物,其包括: 如申請專利範圍第1項之方法所獲得的產物;& 硬化劑。 可硬化組成物亦可含有適當的塑化劑如酞酸二丁酯及 酞酸二辛酯,惰性稀釋劑如焦油、瀝青,及所請的反應稀 釋劑,尤其單環氧化物,如正丁基縮水甘油醚、異辛基縮 水甘油醚、苯基縮水甘油醚、甲苯酚基縮水甘油醚、混合 的第三脂族單羧酸之縮水甘油醚、丙烯酸縮水甘油酯及甲 基丙烯酸縮水甘油酯。它們亦可含有塡充劑,加強材料’ 聚合韌化劑如聚醚楓,苯氧樹脂,及丁二烯-丙烯腈橡膠’ 色料,流動控制劑,火焰抑制劑,及模塑潤滑劑。適合的 增效劑、塡充劑及加強材料例如是玻璃纖維、碳纖維、芳 族聚醯胺纖維、小玻璃球、雲母、石英粉.、碳酸鈣、纖維 素、高嶺土、矽灰石、具大比表面積的膠態矽石、粉狀聚 氯乙烯及粉狀聚烯烴如聚乙烯及聚丙烯。 本發明亦關於一種製備可硬化組成物的方法,其包括 a’)用b’)處理上述方法所獲得的產物 b’)熱可硬化式硬化劑或紫外線(UV)可硬化式硬化劑。 使用可硬化組成物當作黏著劑、黏著劑的底材、層合 及澆鑄樹脂、模製組成物、油灰及密封化合物、製陶及絕 13 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
526215 A7 B7 __ 五、發明說明(p) 緣化合物,當作塗料或立體成形應用亦爲本發明之標的。 以本身已知的方式進行此方法。硬化劑可爲熱可硬化 式硬化劑或紫外線(UV)可硬化式硬化劑。 依方法步驟b’)的熱可硬化式硬化劑b)係可爲許多種已 知的環氧硬化劑之一。適合的硬化劑之例子,尤其是用於 環脂族環氧化物,係羧酸或酐類如肽酸酐'六氫酞酸酐、 甲基六氫酞酸酐、四氫肽酸酐、甲基四氫肽酸酐、5-甲基 雙環[2,2,1]庚-5-烯-2,3-二羧酸酐、苯均四酸酐、苯偏三酸 酐、順丁烯二酸酐及十二烯基琥珀酸酐、衍生自不飽和脂 肪酸的二聚物或三聚物;及其混合物。 視所用的硬化劑量而定,熱硬化劑的用量可有變化, 此爲熟悉技藝者所能了解的。當使用酐硬化劑時,最好能 添加少量(0.1至5重量份,每100份成分b))的加速劑,如 三級胺、鹼金屬醇鹽、辛酸錫、硫化物或膦,以加速硬化 〇 可在約0至250°C的適合溫度加熱而使本發明的組成 物硬化,該溫度將隨硬化劑的本性而變化。硬化過程的長 度亦將隨硬化劑的種類而變化,但範圍將在15分鐘至7天 〇 上述添加劑可加到可硬化組成物中。本發明的熱可硬 化組成物可用作爲黏著劑、黏著劑的底材、層合及澆鑄樹 脂、模製組成物、油灰及密封化合物、製陶及用於電氣工 業的絕緣化合物,但特別是當作塗料。 就使用UV可硬化式硬化劑來使本發明硬化而言,可 14 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱1 觸 ij---------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 A7 _____ B7 五、發明說明(β) 用任何能充當陽離子光引發劑及在暴露於光化輻射中產生 酸的化合物來製備本發明的組成物。所產生的酸可爲所謂 的路易士酸或布忍斯特酸。 適合的產酸化合物包括所謂的鎗鹽及亞碘鹽、芳族重 氮鹽、金屬茂鹽、鄰硝基苯甲醛、美國專利說明第 3,991,033號中所述的聚氧甲烯聚合物、美國專利說明第 3,849,137號中所述的鄰硝基甲醇酯、美國專利說明第 4,086,210號中所述的鄰硝苯基縮醛、其之聚酯及末端加帽 的衍生物、在磺酸酯基的α及β位置含有羰基的芳族醇磺酸 酯、芳族醯胺或醯亞胺的Ν-磺醯氧基衍生物、芳族肟磺酸 酯、醌二疊氮、及在鏈中含有苯偶姻基的樹脂,如美國專 利說明第4,368,253號中所述者。 適合的芳族鎗鹽包括美國專利說明第4,〇58,400號及 4,058,401號中所述者。適用的芳族亞楓鎗鹽包括美國專利 說明第 4,299,938 號、4,339,567 號、4,383,025 號及 4,398,014號中所述者。適合的脂族及環脂族亞碾鎗鹽包括 歐洲專利申請公開號數ΕΡ-Α-0 164 314中所述者。可用的 芳族碘鎗鹽包括英國專利說明第1 516 351號及1 539 192 號中所述者。可用的芳族亞碘鹽包括美國專利說明第 4,518,676號中所述者。 當產酸化合物係芳族二疊氮離子時,芳基可爲未經取 代或經一或多個芳硫基、芳氧基、二烷胺基、硝基 '烷基 或烷氧基所取代。 當使用金屬茂鹽時,引發劑可爲下式 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公釐) ] #--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 526215 A7 B7 五、發明說明(丨+) [(Rl)(R2M)a]+an(an/q)[LQm]-q (III), 其中a係1或2,η和q各互相獨立地係1至3之整數 ,Μ係週期表第IVb至Vllb、VIII或lb族的單價至三價金 屬陽離子,L係一種二價至七價金屬或非金屬,Q係鹵素 原子,或基Q中之一可爲羥基,m係對應於價數L+Q的價 數之整數,R1係π-芳烴,而R1係π-芳烴或π-芳烴之陰離子 〇 在磺酸酯基的α及β位置含有羰基的芳族醇磺酸酯係爲 美國專利說明第4,618,564號中所述者,較佳爲苯偶姻或α-甲基苯偶姻的酯類,尤其苯偶姻苯基磺酸酯、苯偶姻對甲 苯磺酸酯及3-(對甲苯磺醯氧基)-2-羥基-2-苯基-1-苯基-1-苯 基小丙酮,及1,8-萘二甲醯亞胺的Ν-磺醯氧基衍生物,尤 其Ν-苯磺醯氧基-及Ν-(對十二基苯磺醯氧基)-1,8-萘二甲醯 亞胺。 芳族肟磺酸酯的例子係歐洲專利申請公開第0 199 672 號中所述者或此公開案中所述的反應性肟磺酸酯之不反應 衍生物。特佳的肟磺酸酯係爲下式: R3-C(R4)=N-0-S〇2-R5 (IV), 其中R3和R4中一者代表單價芳基,尤其苯基或4-甲 氧苯基,而另一者代表氰基,或R3和R4與它們所連接的碳 原子一起形成碳環或雜環基,尤其苐或憩酮環系統,而R5 代表脂族、碳環或芳脂基,尤其4-甲苯基、4-氯苯基或4-十二基苯基。 可如上述ΕΡ-Α-0 199 672中所述者來製備肟磺酸酯。 16 ----------€ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 526215 A7 __ B7 五、發明說明(G) 特佳的材料可藉由式R3-C(R4)=NOH的肟與式R5S〇2Cl的磺 醯氯之反應而製得。 可用當作硬化劑的醌二疊氮化合物之例子包括鄰苯酸 二疊氮磺醯或鄰萘醌二疊氮磺醯酯或化合物尤其芳族化合 物的醯胺,分別具有羥基或胺基。較佳者係鄰醌二疊氮, 如酚的鄰苯醌二疊氮磺醯及鄰萘醌二疊磺醯酯,包括單羥 基酚,及特別是多羥基酚如2,2-雙(經苯基)丙烷、二羥基聯 苯基、一-及二-經基取代的苯醌,及酧系樹脂,包括酣-醒 樹脂,及具有可聚合的不飽和取代基之酚類聚合物。 當作硬化劑的鄰硝苯基縮醛之例子係爲那些由鄰硝基 苯甲醛與二羥基醇所製備者,由縮醛與聚羧酸之反應或其 反應衍生物如酐所製備的縮醛之聚酯,及由縮醛與羧酸之 反應或其反應衍生物所製備的縮醛之末端加帽衍生物。較 佳者係衍生物自鄰硝基苯甲醛與線型伸烷二醇的縮醛,其 中伸烷基具有4至15個碳原子,其可經至少一個氧原子所 間斷’或與二醇或伸環烷基伸烷二醇,及該縮醛的聚酯和 末端加帽衍生物。較佳的線型二醇(由其可衍生自縮醛)係 1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、ι,6-己二醇、1,7-庚二醇、二乙二 醇和二丙二醇,及三乙二醇和三丙二醇。較佳的具有環脂 族環之二醇係2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇、雙(4-羥基環己 基)甲烷、1,4-環己二醇、ι,2·雙(經甲基環己烷,及特別是 1,4-雙(羥甲基)環己烷。 當作硬化劑的聚酯縮醛之例子係爲那些由上述較佳的 縮醛與芳族二羧酸或三羧酸或其酐之反應所製備者,該羧 17 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) .丨 J---------€ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 #! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 A7 B7 五、發明說明) .!.---------t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 酸例如是肽酸、對酞酸和苯偏三酸及其酐類,及它們兩者 或多者的混合物。特佳的聚酯縮醛係爲那些由衍生自鄰硝 基苯甲醛和1,4-雙(羥甲基)環己烷與苯偏三酸酐的反應所製 備者。較佳的末端加帽聚縮醛係那些由上述較佳的縮醛與 一元羧酸之反應或其反應衍生物如乙酸、苯甲酸及其氯化 物所製備者。 如上述,可用適當的UV光源來照射而使得本發明組 成物發生硬化,該UV光源將隨所用的UV硬化用陽離子 光引發劑的本性而變化。硬化過程的長度將隨所用的光引 發劑而變化,且將爲由幾分之一秒至最長爲僅兩三分鐘。 線· UV可硬化陽離子光引發劑的用量可隨著所用的光引 發劑而變化,此爲熟悉技藝者所能了解的,且其範圍爲0.1 至10%,或特別是0.5至4%。當使用該陽離子光引發劑時 ,最好能添加少量(0.1至10重量份,相對於每1〇〇份的成 分(b))的感光劑如異丙基-9H-噻噸-9-酮(ITX)以加速硬化。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 UV可硬化組成物亦可額外地含有前述環脂族環氧樹 脂及或多官能醇以及適當的增效劑、塡充劑及加強材料, 只要它們不會阻止所必需的UV光或移除所產生的酸(其爲 硬化所需者)。 本發明的UV可硬化組成物亦可用當作黏著劑、黏著 劑的底材、層合及澆鑄樹脂、模製組成物、油灰及密封化 合物、製陶及電子工業用的絕緣化合物,但特別是當作塗 料。而且這些組成物可用於已知稱爲立體成形術的作業中 ,其中用電腦控制的UV雷射來掃描UV可硬化樹脂之浴 18 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) "" -- 526215 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(丨^)) 以產生立體形狀而供各種原型和其它模型應用。 以下實例更進一步說明本發明。 實例1 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,‘環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(71.7克)與乙氧基化 異戊四醇(MW 770, 28·3克)於真空下在10(rc加熱1小時。 '讓混合物冷卻至室溫,及添加10克礬土(活性級Super u WN-6型:中性)。於真空下在150°C加熱此混合物4小時, 而使得環氧化物含量掉到4.8莫耳/公斤之値。添加5克攀 土’及於相问條件下另加熱反應混合物3小時,此時環氧 化物含量掉到4.6莫耳/公斤。最後添加15克銘,及繼續加 熱繼,再4小時後,混合物的環氧値爲3·5莫耳/公斤。讓 反應混合物冷卻,及藉過濾移除觸媒。 實例2 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3 4_環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(64·8克)與^乙二醇 (MW 400, 34.2克)於真空下在l〇(TC加熱半小時了讓混合物 冷卻至80°C ’然後添加30克氧化鋁(活性的,中性, Brockman 1)。於真空下在150°C加熱此混合物8小時,而 使得環氧含量掉到3.1旲耳/公斤。讓反應混合物卻,及 藉過濾移除觸媒。 實例3 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3 4環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己院竣酸酯樣品(71.7克)和乙氧基化
冢紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X ] € 訂 線# (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 19 526215 A7 B7 五、發明說明(ί§*) 異戊四醇(MW 770, 28.3克)於真空下在100°C加熱1小時。 讓混合物冷卻至80°C,然後添加Ambedyst (TM) 15離子交 換樹脂(30克)。於真空下在150°C加熱此混合物4小時’而 使得環氧値掉到3.6莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉 過濾移除觸媒。 實例4 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(62.8克)與聚四氫呋 喃(MW450, 37.2克)一起於真空下在1CKTC加熱1小時。讓 混合物冷卻至80°C,然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換 樹脂(30克)。於真空下在150°C加熱此混合物8小時,而使 得環氧値掉到3.4莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過 濾移除觸媒。 實例5 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基環氧基環己烷羧酸酯樣品(75.3克)與聚己內酯 三醇(MW=540,24.7克)一起於真空下在1⑻。c加熱1小時。 讓混合物冷卻至80°C,然後添加Amber丨yst (TM) 15離子交 換樹脂(30克)。於真空下在150°C加熱此混合物10小時, 而使得環氧値掉到3.7莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及 藉過濾移除觸媒。 實例6 將一種環氧化物含量爲4.9莫耳/公斤的雙(3,4-環氧基 環己基甲基)己二酸酯羧酸酯樣品(78.3克)與乙氧基化異戊 20 適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) !—---------€ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 A7 B7 五、發明說明) 四醇(MW 770, 21.7克)於真空下在10(TC加熱1小時。讓混 合物冷卻至80°C,然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換樹 脂(30克)。於真空下在150°C加熱此混合物4小時,而使得 環氧値掉到2.6莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過濾 移除觸媒。 實例7 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(85.2克)與三丙二醇 (14.8克)於真空下在100°C力口熱1小時。讓混合物冷卻至80 °C,然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換樹脂(30克)。於 真空下在150°C加熱此混合物12小時,而使得環氧値掉到 4.7莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過濾移除觸媒。 實例8 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(84.5克)與乙氧基化 異戊四醇於真空下在100°C加熱1小時。讓混合物冷卻至 80°C,然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換樹脂(30克)。 於真空下在150°C加熱此混合物9小時,而使得環氧値掉到 4·4莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過濾移除觸媒。 實例9 將一種環氧化物含量爲7·3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(79.8克)與丙氧基甘 油(MW=420,20.3克)於真空下在loot加熱i小時。讓混 合物冷卻至80°C,然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換樹 21 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ....---------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 A7 " " ------ -B7_______ 五、發明說明 脂(30克)。於真空下在15(TC加熱此混合物16小時,而使 得環氧値掉到4·2莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過 濾移除觸媒。 實例10 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3木環氧基環己烷羧酸酯樣品(64.8克)與聚乙二醇 (MW=4G0 ’ 34·2克)於真空下在100°C加熱半小時。讓混合 物冷卻至80°C ’然後添加活性碳(Darco,20-40篩目,20克 )°於真空下在150°C加熱此混合物8小時,而使得環氧含 量掉到2.8莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過濾移除 觸媒。 實例11 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(66 6克)與聚己內酯 二醇(MW=550,33.4克)一起於真空下在丨〇〇。(:加熱1小時 。讓混合物冷卻至80°C,然後添加Amberlyst (TM) 15離子 交換樹脂(30克)。於真空下在i5(TC加熱此混合物丨〇小時 ,而使得環氧値掉到3.4莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻, 及藉過濾移除觸媒。 實例12 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(88.0克)與Boltorn (ΤΜ) Η20(12·0克卜起於真空下在i〇〇°c加熱半小時。讓混 合物冷卻至7〇°C ’然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換樹 22 i---------Mm (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 526215 A7 _____ B7 五、發明說明(v() 脂(30克)。於真空下在150°C加熱此混合物10小時,而使 得環氧値掉到5·4莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過 濾移除觸媒。 實例13 將一種環氧化物含量爲7.3莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯樣品(88.〇克)與Baitorn (ΤΜ) Η30(12·0克)一起於真空下在10(rc加熱半小時。讓混 合物冷卻至60°C,然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換樹 月旨(30克)。於真空下在15〇°c加熱此混合物6小時,而使得 環氧値掉到5.4莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過濾 移除觸媒。 實例吏.用县直較高分子量官能彦的桿坊狀冬元醇) 將一種環氧化物含量爲7.7莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4_環氧基環己烷羧酸酯樣品(87.4克)與Boltorn (ΤΜ) Η40(12·6克)一起於真空下在1〇(rc加熱半小時。讓混 合物冷卻至60°C ’然後添加Amberlyst (TM) 15離子交換樹 月旨(31.5克)。於真空下在i5(rc加熱此混合物4小時,而使 得環氧値掉到5.3莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻,及藉過 濾移除觸媒。 實例13bJS用先前反應中所用的觸媒、 將一種環氧化物含量爲7.7莫耳/公斤的3,4-環氧基環 己基甲基-3,4-環氧基環己院竣酸酯樣品(87.4克)與Boltorn (ΤΜ) Η40(12·6克)~起於真空下在1〇〇艺加熱半小時。讓混 合物冷卻至60°C ’然後添加來自以上實例i3a的經過濾但 23 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱) ----;---------龜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 526215 A7 ------- B7 五、發明說明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 不洗之觸媒(44.7克)。於真空下在150°C加熱此混合物7小 時’而使得環氧値掉到5.6莫耳/公斤。讓反應混合物冷卻 ,及藉過濾移除觸媒。 實例14 使依相同於實例11之方法所製得的產物(78%)於100°C 混合順式-1,2,3,6-四氫酞酸酐(23%),而獲得一種澄淸溶液 。此經K桿塗覆(第8號,ΙΟΟμιη)在一脫脂的、經鉻酸蝕刻 的鋁試樣上,及使其成爲12.5mm重疊的搭接-剪接合。此 在150°C的烘箱中硬化30分鐘而產生牢固的接合。 實例15 使依相同於實例13之方法所製得的產物(96%)於室溫 混合Cyracure (TM) UVI 6990,而獲得一種澄淸溶液。此經 K桿塗覆(第8號,ΙΟΟμιη)在一脫脂的、經鉻酸蝕刻的鋁試 樣上,將其置於輸送帶上,以5公尺/秒的速率通過一含有 D燈泡的Fusion (TM) UV燈之下兩次,而產生一種無黏的 耐舌!1 塗層(CYRACURE UVI 6990 係爲一種由 Unicon Carbide 所供應的混合三芳基錡六氟磷酸鹽,爲在碳酸伸丙酯中的 50%溶液)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐)
Claims (1)
- 526215 D8 六、申請專利範園 矽石所組成之族群中的非晶形矽石之存在下反應環氧樹脂 與多官能羥基化合物。 7.如申請專利範圍第1項之方法,其包括於液相活性 碳(爲粉狀、粒狀或成形狀)之存在下反應環氧樹脂與多官 能羥基化合物。 8·如申請專利範圍第1項之方法,其包括於巨孔或微 孔交聯磺酸化聚苯乙烯或交聯聚丙烯酸陽離子交換樹脂之 存在下反應環氧樹脂與單或多官能羥基化合物。 9.如申請專利範圍第1項之方法,其包括於不勻相表 面活性觸媒的存在下在提高溫度反應多官能環脂族環氧樹 脂與單或多官能羥基化合物。 10·如申請專利範圍第1項之方法,其包括冷卻反應混 合物’移除觸媒,及分離出反應產物。 11·一種由申請專利範圍第1項之方法所獲得的產物。 12·如申請專利範圍第n項之產物,其係用於製備一 種可硬化組成物。 13·〜種可硬化組成物,其包括: a) 如申請專利範圍第1項之方法所獲得的產物;及 b) 硬化劑。 14·〜種製備可硬化組成物之方法,其包括: a’)用b’)來處理如申請專利範圍第1項之方法所獲得 的產物, b’)熱可硬化式硬化劑或紫外線(UV)可硬化式硬化劑。 15·如申請專利範圍第13項之可硬化組成物,其係用 本·尺度適i中規格⑽ X 297公釐) ~ 一 ,.......................MW------ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1T: 526215 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 來作爲黏著劑、黏著劑的底材、層合及澆鑄樹脂、模製組 成物、油灰及密封化合物、製陶及絕緣化合物,作爲塗料 或立體成形應用。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297父釐) 餘 / 1 / 申請 曰期 —η ί 案 號 的1。' ]y (4_m, 類 別 cop ^ (以上各攔由本局填註) 526215 A4 C4 義 4專利説明書 發曰月以 一、羞“丨名稱 新型 中 文 製備環脂族環氧化物與多官能羥基化合物之反應 產物的方法 英 文 Process for the oreoaration of reaction products of cvcioaliohatic eooxides with mul tifunctional hvdroxv compounds 姓 名 (1胤文伯恩漢頓 (2腺萊高德貝克 (3)f各斯威利羅貝爾 裝 國 籍 發明 創作 人 (1乂2疾國(3)德國 住、居所 訂 (1庚國CM23 4JH,荷佛雪,比薛史多佛·魯虛廉綠蔭大道28號 (2庚國CB2 5DA,劍橋,史丹佛德,史特尼斯路16號 (3疾國UK CB1 7UP,堪伯斯,劍橋,肯佛迪大道聖喬治街12 _ 申請人 姓 名 (名稱) 國 籍 住、居所 (事務所) 几· 堤寇公司 瑞士 瑞士,4057巴賽爾城,克律貝街200號 1. 威納·豪雀斯特 2. 馬利歐·葛瑞茲 代表人 姓 名(CNS ) Μ規格(210X297公釐) 526215 \翁‘. 管 L8889S ABCD 六、申清專利範圍 1. 一種製備具有環氧化物含量大於0.1莫耳/公斤的液 態產物之方法,該液態產物係由環脂族環氧化物與多官能 羥基化合物之反應所產生的,該方法包括於一種選自於活 性氫氧化鋁、水合氧化鋁、非晶形矽石、活性碳及陽離子 交換樹脂所組成之族群中的不勻相表面活性劑之存在下反 應多官能環脂族環氧樹脂與單或多官能羥基化合物,及分 離出反應產物。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其包括反應一種選 自包括3,4-環氧基環己基甲基-3,4-環氧基環己烷羧酸酯及 雙(3,4·環氧基環己基甲基)己二酸酯羧酸酯所組成之族群中 的多官能環脂族環氧樹脂。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其包括反應一種選 自包括乙氧基化異戊四醇、聚乙二醇、聚四氫呋喃、聚己 內酯二醇或三醇、三丙二醇、丙氧基化甘油及樹枝狀多元 醇所組成之族群中的多官能羥基化合物。 4. 如申請專利範圍第1項之方法,其包括於活性、多 孔、具有通式AhO(m(OH)h的固態氫氧化鋁的存在下反應 環氧樹脂與多官能羥基化合物,其中X之範圍爲0至0.8。 5. 如申請專利範圍第1項之方法,其包括於一種選自 包括結晶氫氧化鋁及凝膠狀結晶氫氧化鋁所組成之族群中 的水合氧化鋁之存在下反應環氧樹脂與多官能羥基化合物 〇 6. 如申請專利範圍第1項之方法,其包括於一種選自 包括矽溶膠或膠態矽石、矽凝膠、沈澱矽石及熱解或煙薰 -------------------------,0---------------1T----------------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |