烷基化的4-氨基芐基-4-氨基環己烷制造技術

本發明專利技術涉及烷基化的４－氨基芐基－４－氨基環己烷。本文提供了能夠在例如聚脲、聚氨酯和脲／氨基甲酸酯雜化彈性體、環氧樹脂、環氧粘合劑、環氧復合材料和／或涂料組合物中使用的烷基化的４－氨基芐基－４－氨基環己烷固化劑和包含這些固化劑的聚合物組合物。在一個實施方案中，所述固化劑包含具有以上式Ⅰ的化合物，其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］各自獨立地是氫、包含１－２０個碳原子的烷基基團或它們的組合。在另一實施方案中，本文提供了制備包含具有以上式Ⅰ的化合物的聚合物組合物的方法。

【技術實現步驟摘要】

本文公開了可以在例如聚脲、聚氨酯、脲/氨基曱酸酯雜化 彈性體、環氧樹脂、環氧粘合劑和它們的復合材料，和/或涂料組合物中 使用的脂肪族仲二胺固化劑。還公開了烷基化的4-氨基節基-4-氨基環己 烷固化劑和包含其的聚合物組合物(polymeric compositions)。
技術介紹
本文中使用的術語聚合物組合物描述包含2個或更多個重 復單元的組合物。聚合物組合物的具體例子包括，但不限于聚脲、聚氨 酯、脲/氨基曱酸酯雜化彈性體、環氧樹脂、環氧粘合劑和它們的復合材 料、或涂料組合物。 一些聚合物組合物如聚脲彈性體是具有可短至2-3 秒的膠凝時間的快速固化涂料。由于它的快速固化速率，這些聚脲涂料 可以在廣泛的溫度范圍施加，對濕度相對不敏感，并能夠在多種基底上 使用。除了它的施加益處以外，快速固化速率較其它涂料體系可以使得 最終用戶和設備所有人更快地回到區域工作，為承包人和業主都節省時 間和金錢。這些益處尤其已經導致聚脲工業在過去二十年的顯著發展。在專利和科學文獻中有許多聚合物組合物的例子以及很多使用這些涂料的商業體系。聚合物組合物如聚脲涂料可以通過使異氰酸酯組分與異氰酸酯反應性組分如樹脂共混物反應形成。所述異氰酸酯組分通常可以包括單體、聚合物、或異氰酸酯的任何變型反應、準預聚物(quasi-prepolymer)、預聚物或它們的組合。所迷預聚物或準預聚物可以由胺封端的聚合物樹脂、羥基封端的聚合物樹脂或它們的組合制備。所 述異氰酸酯反應性組分或樹脂共混物通常可以包括胺封端的聚合物樹脂、胺封端的固化劑、羥基封端的聚合物樹脂、羥基封端的固化劑和它 們的組合。本文中使用的術語固化劑描述了加入到聚合物組合物中以 促進或控制固化反應的化合物或化合物混合物。在某些體系中，術語固 化劑，，還可以描述擴鏈劑、固化劑或交聯劑。目前，聚合物組合物主要 使用低分子量的二胺作為固化劑，如聚氧化烯多胺、脂環族二胺或它們 的烷基化物。這些固化劑的一些特定例子包括JEFFAMINETM D-2305和D-400、 1,4-二氨基環己烷、異氟爾酮二胺、4,4，-亞甲基二環己基胺、 曱二胺、1,4-二氨基乙基-環己烷和這些分子的各種被烷基取代的衍生 物。所述樹脂共混物還可以包括可以不必與其中包含的異氰酸酯反應的 添加劑或其它組分，以及在某些體系中包括催化劑。盡管這些聚合物組合物可以變化，但通常可以將所迷組合物 中的異氰酸酯組分分為兩大類芳香族和脂肪族。定義為芳香族的體系 可以使用芳香族多異氰酸酯，如4,4，-亞曱基二異氰酸根合苯(MDI)以 及其異構體和加合物。在專利和科學文獻中提到的MDI加合物包括MDI 預聚物、準預聚物(quasi-prepolymers)(其具有預聚物和高游離MDI單 體濃度的混合物并可以原位制備)以及MDI預聚物和準預聚物與其它 MDI單體物流的混合物。有時使用具有高2,4，-MDI異構體濃度的MDI 單體制備MDI加合物，以降低反應性和增加適用期。對于噴涂施加應 用，后一性能可以稱為膠凝時間和/或消粘時間。所述組合物還可以采用 一種或更多種額外的芳香族組分，例如以下固化劑，二乙基甲苯二胺 (DETDA)或二甲硫基- 曱苯二胺(ETHACURE E300 )。當所述聚合物組合物中的異氰酸酯組分為脂肪族的時，用作 異氰酸酯反應性組分的固化劑通常本質上也是脂肪族的。脂肪族固化劑 的例子包括，但不限于二烷基-亞曱基二(環己胺)(其以牌號CLEAR LINK⑧銷售)或Bayer Material Science LLC的天冬氨酸酯產品(如 DESMOPHEN 1220、 1420和1520)。所述聚合物組合物中的其余成 分(可以將其加入到異氰酸酯和/或樹脂共混物組分中，并且其本質上可 以是芳香族的或脂肪族的)可以包括任何數目的額外組分。所述聚合物 組合物中的額外成分的例子可以包括例如反應到所述多異氰酸酯組分 中以提供準預聚物的聚環氧烷(即聚環氧丙烷)和一種或更多種胺封端 的官能度為2.0或更高的聚環氧丙烷，如JEFFAMINE⑧品牌的固化劑。當最終應用需要當暴露于紫外(UV)輻射時涂料是穩定的 時，典型地使用脂肪族基聚合物組合物。盡管脂肪族聚脲涂料的顏色穩 定性是高度理想的，但是配方設計師通常抱怨基于商業脂肪族固化劑如 CLEARLINK 1000 (由Dorf Ketal提供)的涂料提供有限的固化曲線 (cure profiles)配制自由度并且可能有些僵硬或脆。這種僵硬能夠導致破 碎、破裂和其它問題一特別是在低溫下。此外，用于脂肪族聚脲涂料的 原材料的成本可能妨礙它們用于厚膜涂覆應用。不同于脂肪族基聚合物組合物，芳香族基聚合物組合物如今 已經統治了市場，部分是由于它們的使用成本相對于其它的厚膜型涂料 體系具有竟爭性。然而，伴隨芳香族基聚合物組合物的缺點之一是當暴 露于紫外輻射時它們可能呈現差的穩定性。在其中所述聚合物組合物是 持續遭受紫外暴露的涂料的應用中，如在屋面涂料或橋梁涂料中，這可 能變得特別成為問題。所導致的涂料的UV降解典型地通過以下性能的 至少一個表現顏色的改變、光澤的損失和性能如拉伸強度、撕裂強度 和延伸率的不利降低。為了解決這些UV穩定性問題，配方設計師典型 地使用相對大量的昂貴U V穩定劑以保持涂層的完整性和美觀。芳香族 基聚合物組合物的另 一個缺點是許多加入二烷基化固化劑如 UNILINK 4200 (由DorfKetal提供)用于固化控制的配方可能呈現由 低玻璃化轉變溫度(Tg)證明的差高溫穩定性。從使用此類二烷基化物 的聚合物組合物施加的涂層當曝露于來自太陽或其它來源的熱量時可 能變粘或變軟。基于與以上描述的聚合物組合物(其是聚脲)中的脂肪族和芳 香族固化劑相關的問題，需要能夠改善與芳香族和脂肪族聚合物組合物 有關的性能和應用問題的一類固化劑。對于芳香族基聚合物組合物，理 想地是固化劑可以改善UV和高溫穩定性而不犧牲物理性能如拉伸強度 和撕裂強度。對于脂肪族基聚合物組合物，理想地是固化劑在較低的整 體成本下改善配制的涂料的柔韌性同時保持合理的光穩定性。在其中所述聚合物組合物為環氧樹脂，粘合劑和/或復合材 料的實施方案中，固化劑影響以下物理性能的至少一種交聯密度、玻 璃化轉變溫度(Tg)和適用期。對于這些聚合物組合物，長的適用期對 于確保適當的模具填充可能是重要的。例如，風車(windmill)葉片可能超 過30米長和樹脂固化劑應在固化動力學引起粘度上升導致差的纖維潤 濕和瘋點之前浸漬整個纖維增強材料。在粘合劑實施方案中，將粘合劑 涂料施加到相對大的部件上需要長開放時間，，，從而可以遍布所述部件 施加許多粘合劑珠，并且然后當所述部件裝配到一起時粘合劑仍然具有 粘性。如果粘合劑具有短適用期并且在部件粘結到一起前過快固化，則 其將降低結合的粘合強度。傳統上，在聚合物組合物(其是環氧樹脂、環氧粘合劑和/ 或它們的復合材料)中使用的提供長適用期和高Tg的固化劑是基于芳7香族胺固化劑。許多這些胺固化劑具有健康和安全顧慮以及差的加工性(如MDA在室溫下是固體)。因為脂環族胺固化劑可以提供與芳香族 胺固化劑相似的物理性能如Tg和交聯密度，因此其被認為是芳香族胺 固化劑的替代。然而，脂環族本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于聚合物組合物中的固化劑，所述固化劑包含具有下式Ⅰ的化合物：　＊＊＊　式Ⅰ　其中Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］各自獨立地是氫、包含１－２０個碳原子的烷基基團或它們的組合。

【技術特征摘要】
US 2008-8-22 12/1965351.用于聚合物組合物中的固化劑，所述固化劑包含具有下式I的化合物式I其中R1和R2各自獨立地是氫、包含1-20個碳原子的烷基基團或它們的組合。2. 權利要求1的固化劑，其中和R2各自獨立地是烷基基團。3. 權利要求2的固化劑，其中R!和R2各自獨立地是包含1-12 個碳原子的烷基基團。4. 權利要求3的固化劑 碳原子的烷基基團。5. 權利要求l的固化劑6. 權利要求l的固化劑7. 權利要求6的固化劑8. 聚合物組合物，包含 異氰酸酯組分，和樹脂組分，其與所述異氰酸酯組分的至少一部分反應以提供所述聚 合物組合物，其中所述樹脂組分包含具有下式I的化合物其中R!和R2各自獨立的是包含2-6 其中Ri和R2是相同的。其中R!和R2是不同的。其中R!是所述烷基基團，R2是氫。RiHNNHR,式I其中Ri和R2各自獨立地是氫、包含l-20個碳原子的烷基基團或它們的 組合。9. 權利要求8的聚合物組合物，其中異氰酸酯組分與樹脂組分的 體積比為約10.00:1.00-約1.00:10.00范圍內的任意比例。10. 權利要求8的聚合物組合物，其中所述異氰酸酯組分包含選自 由單體、準預聚物、全預聚物、多異氰酸酯共混物和它們的組合組成的 組中的至少一種。11. 權利要求10的聚合物組合物，其中所述異氰酸酯組分包含準 預聚物。12. 權利要求11的聚合物組合物，其中所述準預聚物包含選自由 ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：GA維達奇，CT圖勞，MD康納，EM奧康奈爾，
申請(專利權)人：氣體產品與化學公司，
類型：發明
國別省市：US[]