高官能度胺化合物及其应用制造技术

在另一个例示性的具体实施方案中，胺官能固化剂的胺氢官能度（ＡＨＦ）至少为７，胺－氢当量（ＡＨＥＷ）至少为约５０。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开主要与作为固化剂的胺化合物有关。
技术介绍
与生产环氧树脂有关的通常使用的制造工艺包括，纤维缠绕成型、拉挤成型、注塑成型、树脂传递模塑(RTM)、真空辅助RTM (VARTM) 和湿法层叠成型或真空袋技术。聚氧化亚烷基胺(有时称作为聚醚胺)，是环氧体系中有效的固 化剂，用来提高柔韧性及延长在纤维增强型复合材料制造过程中的工 作时间。这里的"工作时间"是指从环氧树脂的活性成分初次相互混 合到混合物不再适合加工所需的时间。工作时间内，树脂或含树脂的 物质都处于可浇注、柔性、柔韧或其他适合模压的状态。 诸如基于二醇和三元醇的那些的，以及包括例如JEFFAMINE⑧品 牌的胺类商业产品的低官能度的聚醚胺已被用作环氧固化剂。当用于 聚合标准的液态环氧树脂(比如主要含有双酚A的二缩水甘油醚的环 氧树脂)时，增加这些低官能度胺的分子量会产生较低玻璃化转变温 度(Tg)。增加低官能度聚醚胺的分子量也会导致凝胶期过长，相关 问题还有例如在固化过程中如果表面暴露在空气中，胺会与二氧化碳 和水发生反应。由于暴露而产生的油性表面现象通常被称为"胺致发 白(amine blushing)"。另一方面，由于反应基浓度较高，高官能度低分子量的胺会缩短 凝胶期并具有较高的放热温度。通常，较高的放热温度会限制能成型 部件的横断面厚度，因为较厚部分中会发生热降解。这种热降解可能 表现为炭化或者会产生不良力学特性。 专利技术概述胺组分在一具体的实施方案中如下所示<formula>formula see original document page 6</formula>其中，平均来说，0.0 < w + x + y + z < 25,每个R可独立选 自包含氢、甲基、乙基、丙基和丁基的组。在另一个例示性具体实施方案中，胺官能固化剂的胺氢官能度 (AHF)至少为7，胺氢当量(AHEW)至少为约50。 在另一个例示性具体实施方案中，胺官能固化剂的胺氢官能度 (AHF)至少为5，胺氢当量(AHEW)至少约115,且不高于约400。 在另一个例示性具体实施方案中，胺官能固化剂的胺氢官能度 (AHF)至少为5，分子量(MW)介于约700到约2900之间。 在另一个例示性具体实施方案中，胺官能固化剂的胺氢官能度 (AHF)至少为5，平均分子量(AMW)满足如下不等式AMW > 2000 - 222 . AHF且AMW < 500 . AHF。在另一个例示性具体实施方案中，胺官能固化剂的胺氢官能度至 少为7，分子量(MW)介于约700与约56(J0之间。 在另一个例示性具体实施方案中，制备固化环氧树脂的方法包括 提供根据任一上述胺官能固化剂或胺组分的胺组分，提供多官能环氧树脂，并将多官能环氧树脂与多胺化合物彼此接触。在另一个例示性具体实施方案中，制备聚脲的方法包括提供有机 多异氰酸酯，提供根据上述任一胺组分或胺官能固化剂的胺组分，并 让该有机多异氰酸酯与多胺组分接触。 专利技术详述在一个例示性具体实施方案中，公布的内容涉及基于具有至少4 个羟基的多元醇或多羟基化合物的胺化合物，所述胺化合物可用作制 备聚脲的环氧固化剂或共同反应物。在特定实施方案中，胺化合物基 于烷氧基化的季戊四醇或烷氧基化的双季戊四醇。以四官能多元醇为 例，比如季戊四醇与乙烯、丙烯、丁烯氧化物的反应产物可^皮还原氨化以提供官能度至少为8的环氧固化剂。除了固化产物中的理想机械特性外，胺化合物还提供理想的反应性和加工特性。在一个例示性具体实施方案中，胺化合物具有较高的胺氢官能度(AHF)。胺氢官能度(AHF)的定义是在胺化合物中连接到每个伯和仲 胺氮原子上的氢原子的总数。具体地，胺化合物的每个伯胺为胺氢官 能度(AHF)贡献了 2，每个仲胺贡献了 1，每个叔胺贡献了 0。因此， 如果一个胺化合物包含四个伯胺基，则胺氢官能度(AHF)数量为8。 再例如，含三个伯胺基的胺化合物的胺氩官能度(AHF)达到6。还例 如，含三个伯和一个仲胺基的胺化合物的胺氢官能度(AHF)为7，胺 化合物的胺氢官能度(AHF )可以通过将一个或多个伯胺基向仲胺基转 化而改变。在一个特定的具体实施方案中，胺化合物的胺氢官能度(AHF) 至少为5。更特别的，胺化合物的胺氢官能度(AHF)可以最少为6, 例如至少7，或者甚至至少8。在一个例示性的具体实施方案中，胺氢 官能度(AHF)不超过14,例如不超过13。用胺氢当量(AHEW)可以进一步表征胺化合物。胺氢当量(AHEW) 是指胺化合物的平均分子量除以胺氢官能度(AHF)。在一个例示性的具 体实施方案中，胺氢当量(AHEW)可以至少达到约50、例如至少约70、 至少约115，甚或至少约120。在进一步实例中，胺氢当量(AHEW)可7以不超过约400。例如胺氢当量(AHEW)可以不超过约350、例如不超过 约300、不超过约200,甚或不超过约150。特别是，胺化合物的胺氬 当(AHEW)可以介于约50到约400、例如约115到约400，或者甚至 约115到约150之间。特别是，胺化合物的官能度大于等于5，且AHEW 至少为50。进一步来说，胺化合物的平均分子量可以至少达到约600，例 如至少约670、至少约700，或者甚至至少约800。胺化合物的平均分 子量可以不超过5600。举例来说，平均分子量可以不超过约4800，例 如可以不超过约2900、不超过约2000，或者甚至不超过约1500。特 别是，平均分子量可介于约600到约5600、例如约700到约4800， 或者甚至约800到约1500之间。要改变由多官能原料形成的胺的AHEW，可以通过控制氧化物(如 环氧乙烷、环氧丙烷、或环氧丁烷)的添加来调节起始多元醇的分子 量。通过环氧丁烷的反应来终止多元醇链会导致最后产物中具有更大 的胺的位阻。同样的，从此类原料制备得到的胺的反应性大大低于用 环氧丙烷终止多元醇原料末端所得到的胺的反应性。如用环氧乙烷来 终止末端，会导致甚至更小的位阻，并且因此导致最终的胺的反应性 更高。此外，由环氧乙烷封端的多元醇形成的胺的更大反应性，会导 致在胺化过程中此类胺部分冷凝，如此也导致官能度比通常由原料实 现的情况更高。在一个实施例中，用环氧乙烷部分封端起始的多元醇， 可用作增加固化剂的平均分子官能度的措施，同时也会在选定数量的 耦合反应完成时生成较低反应性的固化剂。在一个特定的实施例中，由烷氧基化的多元醇化合物生成胺化合物，其中多元醇化合物至少含有约4个羟基。可以用作原料以生成胺 化合物的多元醇的例子包括赤藓醇、季戊四醇、双季戊四醇以及它 们的烷氧基化物，它们单独或相互混合使用。或者，也可以使用高官 能度的多元醇，比如曼尼希多元醇、胺多元醇、蔗糖/乙二醇多元醇、 蔗糖/甘油多元醇、蔗糖/胺多元醇、山梨糖多元醇或上迷各种原料的 任意组合。多元醇可被烷氧基化以增加分子量，这样就可以控制最终的胺的 胺氢当量(AHEW)。例如，多元醇或其烷氧基化物可以用环氧乙烷、环 氧丙烷、环氧丁烷、或它们的任意组合来烷氧基化。尤其是，使用不 同反应物种(s pec i es )进行的烷氧基化反应会在最终的胺化合物中提 供所需特性。例如，先用本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有如下结构的胺组分：　＊＊＊　其中，平均来说，０．０≤ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≤２５．０，每个Ｒ独立地选自包含氢、甲基、乙基、丙基和丁基的组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BL伯顿，TL雷肯，
申请(专利权)人：胡茨曼石油化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]