高官能度胺化合物及其應用制造技術

在另一個例示性的具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度（ＡＨＦ）至少為７，胺－氫當量（ＡＨＥＷ）至少為約５０。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術公開主要與作為固化劑的胺化合物有關。
技術介紹
與生產環氧樹脂有關的通常使用的制造工藝包括，纖維纏繞成型、拉擠成型、注塑成型、樹脂傳遞模塑(RTM)、真空輔助RTM (VARTM) 和濕法層疊成型或真空袋技術。聚氧化亞烷基胺(有時稱作為聚醚胺)，是環氧體系中有效的固 化劑，用來提高柔韌性及延長在纖維增強型復合材料制造過程中的工 作時間。這里的"工作時間"是指從環氧樹脂的活性成分初次相互混 合到混合物不再適合加工所需的時間。工作時間內，樹脂或含樹脂的 物質都處于可澆注、柔性、柔韌或其他適合模壓的狀態。 諸如基于二醇和三元醇的那些的，以及包括例如JEFFAMINE⑧品 牌的胺類商業產品的低官能度的聚醚胺已被用作環氧固化劑。當用于 聚合標準的液態環氧樹脂(比如主要含有雙酚A的二縮水甘油醚的環 氧樹脂)時，增加這些低官能度胺的分子量會產生較低玻璃化轉變溫 度(Tg)。增加低官能度聚醚胺的分子量也會導致凝膠期過長，相關 問題還有例如在固化過程中如果表面暴露在空氣中，胺會與二氧化碳 和水發生反應。由于暴露而產生的油性表面現象通常被稱為"胺致發 白(amine blushing)"。另一方面，由于反應基濃度較高，高官能度低分子量的胺會縮短 凝膠期并具有較高的放熱溫度。通常，較高的放熱溫度會限制能成型 部件的橫斷面厚度，因為較厚部分中會發生熱降解。這種熱降解可能 表現為炭化或者會產生不良力學特性。 專利技術概述胺組分在一具體的實施方案中如下所示<formula>formula see original document page 6</formula>其中，平均來說，0.0 < w + x + y + z < 25,每個R可獨立選 自包含氫、甲基、乙基、丙基和丁基的組。在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為7，胺氫當量(AHEW)至少為約50。 在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，胺氫當量(AHEW)至少約115,且不高于約400。 在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，分子量(MW)介于約700到約2900之間。 在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度 (AHF)至少為5，平均分子量(AMW)滿足如下不等式AMW > 2000 - 222 . AHF且AMW < 500 . AHF。在另一個例示性具體實施方案中，胺官能固化劑的胺氫官能度至 少為7，分子量(MW)介于約700與約56(J0之間。 在另一個例示性具體實施方案中，制備固化環氧樹脂的方法包括 提供根據任一上述胺官能固化劑或胺組分的胺組分，提供多官能環氧樹脂，并將多官能環氧樹脂與多胺化合物彼此接觸。在另一個例示性具體實施方案中，制備聚脲的方法包括提供有機 多異氰酸酯，提供根據上述任一胺組分或胺官能固化劑的胺組分，并 讓該有機多異氰酸酯與多胺組分接觸。 專利技術詳述在一個例示性具體實施方案中，公布的內容涉及基于具有至少4 個羥基的多元醇或多羥基化合物的胺化合物，所述胺化合物可用作制 備聚脲的環氧固化劑或共同反應物。在特定實施方案中，胺化合物基 于烷氧基化的季戊四醇或烷氧基化的雙季戊四醇。以四官能多元醇為 例，比如季戊四醇與乙烯、丙烯、丁烯氧化物的反應產物可^皮還原氨化以提供官能度至少為8的環氧固化劑。除了固化產物中的理想機械特性外，胺化合物還提供理想的反應性和加工特性。在一個例示性具體實施方案中，胺化合物具有較高的胺氫官能度(AHF)。胺氫官能度(AHF)的定義是在胺化合物中連接到每個伯和仲 胺氮原子上的氫原子的總數。具體地，胺化合物的每個伯胺為胺氫官 能度(AHF)貢獻了 2，每個仲胺貢獻了 1，每個叔胺貢獻了 0。因此， 如果一個胺化合物包含四個伯胺基，則胺氫官能度(AHF)數量為8。 再例如，含三個伯胺基的胺化合物的胺氬官能度(AHF)達到6。還例 如，含三個伯和一個仲胺基的胺化合物的胺氫官能度(AHF)為7，胺 化合物的胺氫官能度(AHF )可以通過將一個或多個伯胺基向仲胺基轉 化而改變。在一個特定的具體實施方案中，胺化合物的胺氫官能度(AHF) 至少為5。更特別的，胺化合物的胺氫官能度(AHF)可以最少為6, 例如至少7，或者甚至至少8。在一個例示性的具體實施方案中，胺氫 官能度(AHF)不超過14,例如不超過13。用胺氫當量(AHEW)可以進一步表征胺化合物。胺氫當量(AHEW) 是指胺化合物的平均分子量除以胺氫官能度(AHF)。在一個例示性的具 體實施方案中，胺氫當量(AHEW)可以至少達到約50、例如至少約70、 至少約115，甚或至少約120。在進一步實例中，胺氫當量(AHEW)可7以不超過約400。例如胺氫當量(AHEW)可以不超過約350、例如不超過 約300、不超過約200,甚或不超過約150。特別是，胺化合物的胺氬 當(AHEW)可以介于約50到約400、例如約115到約400，或者甚至 約115到約150之間。特別是，胺化合物的官能度大于等于5，且AHEW 至少為50。進一步來說，胺化合物的平均分子量可以至少達到約600，例 如至少約670、至少約700，或者甚至至少約800。胺化合物的平均分 子量可以不超過5600。舉例來說，平均分子量可以不超過約4800，例 如可以不超過約2900、不超過約2000，或者甚至不超過約1500。特 別是，平均分子量可介于約600到約5600、例如約700到約4800， 或者甚至約800到約1500之間。要改變由多官能原料形成的胺的AHEW，可以通過控制氧化物(如 環氧乙烷、環氧丙烷、或環氧丁烷)的添加來調節起始多元醇的分子 量。通過環氧丁烷的反應來終止多元醇鏈會導致最后產物中具有更大 的胺的位阻。同樣的，從此類原料制備得到的胺的反應性大大低于用 環氧丙烷終止多元醇原料末端所得到的胺的反應性。如用環氧乙烷來 終止末端，會導致甚至更小的位阻，并且因此導致最終的胺的反應性 更高。此外，由環氧乙烷封端的多元醇形成的胺的更大反應性，會導 致在胺化過程中此類胺部分冷凝，如此也導致官能度比通常由原料實 現的情況更高。在一個實施例中，用環氧乙烷部分封端起始的多元醇， 可用作增加固化劑的平均分子官能度的措施，同時也會在選定數量的 耦合反應完成時生成較低反應性的固化劑。在一個特定的實施例中，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約4個羥基。可以用作原料以生成胺 化合物的多元醇的例子包括赤蘚醇、季戊四醇、雙季戊四醇以及它 們的烷氧基化物，它們單獨或相互混合使用。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種原料的 任意組合。多元醇可被烷氧基化以增加分子量，這樣就可以控制最終的胺的 胺氫當量(AHEW)。例如，多元醇或其烷氧基化物可以用環氧乙烷、環 氧丙烷、環氧丁烷、或它們的任意組合來烷氧基化。尤其是，使用不 同反應物種(s pec i es )進行的烷氧基化反應會在最終的胺化合物中提 供所需特性。例如，先用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有如下結構的胺組分：　＊＊＊　其中，平均來說，０．０≤ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ≤２５．０，每個Ｒ獨立地選自包含氫、甲基、乙基、丙基和丁基的組。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：BL伯頓，TL雷肯，
申請(專利權)人：胡茨曼石油化學公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]