用于改進固化控制的異氰酸酯-環(huán)氧配方組成比例

本發(fā)明專利技術(shù)為用于改進固化控制的異氰酸酯-環(huán)氧配方，是一種形成固化組合物的方法，所述方法包括：將封端異氰酸酯、環(huán)氧樹脂和催化劑混合以形成混合物；使所述反應(yīng)物反應(yīng)，以形成唑烷酮和異氰尿酸酯環(huán)中的至少一種；其中所述反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，具有在1710至1760cm-1的范圍內(nèi)的唑烷酮-異氰尿酸酯峰。在一些實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，沒有在約2270cm-1的異氰酸酯吸收峰。在其它實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，沒有在約3500cm-1的羥基吸收峰。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請是申請日為2008年5月6日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2008/062723、國家申請?zhí)枮?00880017837.X且專利技術(shù)名稱為“用于改進固化控制的異氰酸酯-環(huán)氧配方”的申請的分案申請。
本文所公開的實施方案總體上涉及異氰酸酯-環(huán)氧配方。更具體地，本文所公開的實施方案涉及具有改進固化控制的異氰酸酯-環(huán)氧配方。
技術(shù)介紹
環(huán)氧樹脂是最廣泛使用的工程樹脂之一，并且對于它們在具有高強度纖維的復(fù)合材料中的用途是熟知的。環(huán)氧樹脂形成玻璃狀網(wǎng)狀物，表現(xiàn)優(yōu)異的耐腐蝕和耐溶劑性，良好的粘合力、合理高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以及適當?shù)碾娦再|(zhì)。包括環(huán)氧樹脂在內(nèi)的熱固性樹脂的典型性能要求包括高的軟化點(＞200℃)、低的可燃性、耐水解性、耐化學(xué)和溶劑性以及介電剛性(dielectric?rigidity)。環(huán)氧樹脂可以提供這些性質(zhì)，但是可能包括由于緩慢的動力學(xué)而慢硬化周期的缺陷。硬化周期可以隨使用高溫而增加；然而，較高的溫度可能引起基底的過熱，或可能由于被固化的部件的幾何形狀而難于使用。各種環(huán)氧體系的另一個缺陷是溶劑的使用和/或所得的反應(yīng)副產(chǎn)物。溶劑和反應(yīng)副產(chǎn)物可能導(dǎo)致不需要的化學(xué)暴露或釋放，以及在固化過程中的氣泡形成。例如，PCT公布WO?1992/011304公開了一種通過使用鋅基催化劑，由受阻異氰酸酯與二環(huán)氧化合物的反應(yīng)而制備出的粘合劑，得到線型唑烷酮聚合物，并且沒有可檢測水平的異氰酸酯三聚物。反應(yīng)導(dǎo)致了異丙醇的產(chǎn)生，異丙醇是一種預(yù)期不與二環(huán)氧化物反應(yīng)的揮發(fā)性有機化合物。類似地，日本專利公布2005054027和2006213793公開了唑烷酮聚合物的制備，其各自導(dǎo)致了異丙醇的產(chǎn)生。因此，對于在更低的溫度開始固化并且通過內(nèi)部加熱升高溫度的熱固性組合物存在需要。此外，對于這些熱固性組合物，可以適宜的是不需要使用惰性溶劑或不導(dǎo)致不適宜的反應(yīng)副產(chǎn)物。這樣的熱固性組合物可以用于涂布不能忍受高溫的基底以及其尺寸和形狀使得其難于進行均勻加熱的部件。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及一種用于形成固化組合物的方法，所述方法包括：將封端異氰酸酯、環(huán)氧樹脂和催化劑混合形成混合物；使混合物反應(yīng)以形成唑烷酮和異氰尿酸酯環(huán)中的至少一種；其中所述反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，具有在1710至1760cm-1的范圍內(nèi)的唑烷酮-異氰尿酸酯峰。在其它方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及異氰酸酯-環(huán)氧組合物，所述異氰酸酯-環(huán)氧組合物包含：封端異氰酸酯和環(huán)氧樹脂的反應(yīng)產(chǎn)物；其中所述反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，具有在1710cm-1至1760cm-1的范圍內(nèi)的唑烷酮-異氰尿酸酯峰。在其它方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及一種用于形成涂布基底的方法，所述方法包括：混合封端異氰酸酯、環(huán)氧樹脂和催化劑形成混合物；使混合物反應(yīng)以形成唑烷酮和異氰尿酸酯環(huán)中的至少一種；其中所述反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，具有在1710至1760cm-1的范圍內(nèi)的唑烷酮-異氰尿酸酯峰。在一些實施方案中，上述實施方案的反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，沒有在約2270cm-1的異氰酸酯峰。在其它實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，沒有在約3500cm-1的羥基吸收峰。其它方面和優(yōu)點將從下面的描述和后附的權(quán)利要求變得明顯。附圖簡述圖1是根據(jù)本文所公開的實施方案的可固化組合物的反應(yīng)的DSC分析。專利技術(shù)詳述在一個方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及可以在更低的溫度固化或開始固化的熱固性組合物。在另一個方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及可以在固化過程中提供內(nèi)部或自加熱的熱固性組合物。在更具體的方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及含有環(huán)氧樹脂和封端或受阻異氰酸酯的熱固性組合物。熱固性組合物可以在催化劑的存在下反應(yīng)，以形成唑烷酮和/或異氰尿酸酯環(huán)，并且任選地可以與硬化劑或固化劑反應(yīng)。在其它方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及一種用于形成可固化組合物的方法。所述方法可以包括下列步驟中的一個或多個步驟：制備異氰酸酯預(yù)聚物、制備封端異氰酸酯和制備包含封端異氰酸酯和環(huán)氧樹脂的熱固性樹脂組合物。在其它方面，本專利技術(shù)所公開的實施方案涉及在可以被設(shè)置在各種基底之上、之內(nèi)或之間的復(fù)合材料、涂層、粘合劑或密封劑中使用熱固性樹脂或可固化組合物，在所述組合物固化之后、期間或之前使用。在一些方面，熱固性組合物可以是在低至中等溫度自固化的組合物。在其它方面，熱固性組合物可以使用外部加熱固化。在其它方面，可以控制熱固性組合物的化學(xué)計量，以產(chǎn)生所需的固化曲線(cure?profile)。在一些實施方案中，本專利技術(shù)所公開的可固化組合物可以通過混合封端異氰酸酯、環(huán)氧樹脂和催化劑而形成。在其它實施方案中，可固化組合物可以包含硬化劑。通過調(diào)節(jié)可固化組合物的化學(xué)計量，可以將固化后產(chǎn)生的組合物的性質(zhì)調(diào)節(jié)至特定的應(yīng)用。例如，在富含異氰酸酯的情況下，可以形成類似聚氨酯的組合物，而在可固化組合物富含環(huán)氧樹脂的情況下，可以形成類似環(huán)氧的組合物。在再其它實施方案中，可固化組合物可以包含比如多元醇和反應(yīng)性稀釋劑之類的化合物，從而賦予固化后的組合物一定程度的撓性。在其它實施方案中，可固化組合物可以固化或反應(yīng)以形成唑烷酮和異氰尿酸酯環(huán)中的至少一種，其中反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，具有在1710至1760cm-1的范圍內(nèi)的唑烷酮-異氰尿酸酯峰。在其它實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物可以基本上沒有異氰酸酯基。例如，在一些實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，沒有在約2270cm-1的異氰酸酯吸收峰。在其它實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物可以基本上沒有未反應(yīng)的羥基。例如，在一些實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，沒有在約3500cm-1的羥基吸收峰。在再其它實施方案中，反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，可以具有在1710至1760cm-1的范圍內(nèi)的唑烷酮-異氰尿酸酯峰，同時沒有顯示在約2270cm-1的異氰酸酯吸收峰以及在約3500cm-1的羥基吸收峰。如上所述，本專利技術(shù)所公開的實施方案包含各種組分，比如異氰酸酯、封端異氰酸酯、環(huán)氧樹脂、催化劑、硬化劑和基底。下面，將更詳細地描述這些組分各自的實例。異氰酸酯可用在本專利技術(shù)所公開的實施方案中的異氰酸酯可以包括異氰酸酯類、多異氰酸酯類和異氰酸酯預(yù)聚物。合適的多異氰酸酯包括已知的脂族、脂環(huán)族、環(huán)狀脂族、芳脂族(araliphatic)和芳族二-和/或多-異氰酸酯中本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種固化組合物，所述固化組合物由包括以下步驟的方法形成：將封端異氰酸酯、環(huán)氧樹脂和催化劑混合以形成可固化組合物；和使所述可固化組合物反應(yīng)，以形成具有唑烷酮和異氰尿酸酯環(huán)的反應(yīng)產(chǎn)物；其中所述反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外光譜法測量時，具有在1710至1760cm？1的范圍內(nèi)的唑烷酮？異氰尿酸酯峰。FDA00002409775000011.jpg,FDA00002409775000012.jpg

【技術(shù)特征摘要】
2007.05.29 US 60/932,1221.一種固化組合物，所述固化組合物由包括以下步驟的方法形成：
將封端異氰酸酯、環(huán)氧樹脂和催化劑混合以形成可固化組合物；和
使所述可固化組合物反應(yīng)，以形成具有唑烷酮和異氰尿酸酯環(huán)的反
應(yīng)產(chǎn)物；
其中所述反應(yīng)產(chǎn)物通過紅外...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：埃內(nèi)斯托·奧基耶羅，法比奧·阿古愛爾，
申請(專利權(quán))人：陶氏環(huán)球技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：