[发明专利]用于模具系统的环氧树脂固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于模具系统的环氧树脂固化剂。

背景技术

基于胺类的固化剂和环氧树脂的可固化组合物广泛用于涂布和精整金属和矿物基材的工业中，作为粘合剂和密封剂，作为基体树脂，作为工具树脂，或者非常普遍地作为生产模制品或片状结构的铸塑树脂。

使用的胺类固化剂特别为脂肪族、脂环族或芳香族胺。基于这些胺的可固化或已固化的组合物的机械和物理性能足以满足许多应用。但是实际上，在很多情况下，这些产品具有许多缺点，例如不良表面或严重的水合物形成。但是这些表面缺陷不仅仅是视觉上的破坏，例如在外涂层材料的情况下。表面缺陷，特别是形成水合物可能导致下述情形，其中当必须外涂固化剂，例如当用作底漆时，中间涂层粘合性不足，并且随后施涂的外涂层材料发生再分离。因此，优选的是使用具有低游离胺含量的胺化合物。在这些情况下，通常使用这种胺与环氧树脂的预加合物。除改善表面性能之外，其优点为蒸气压较低，并因此降低气味危害和毒性。但是，因为这种化合物的游离胺含量始终仍然很高，有时使用所谓的“分离的加合物”。在这种情况下，过量游离胺通过蒸馏分离。但是，这些化合物的缺点为其粘度过高。为了能够在室温和更低温度下进行加工，必须添加较大份数的稀释剂.但是，这样导致固化的热固性材料的机械性能明显削弱。由于排放的结果，添加稀释剂另外产生严重的气味危害。在一些情况下这些溶剂危害健康或是有毒的。由溶剂排放造成的环境污染是严重的。尤其在施涂厚层过程中存在的溶剂也在技术上产生问题；例如在底漆情况下，涂层中溶剂的剩余是破坏性的和不希望有的。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于模具系统的环氧树脂固化剂，它基于环氧树脂的可固化组合物的固化剂，其具有比较低的游离胺含量，但是同时在室温下具有低粘度，并且在不添加非反应性稀释剂或溶剂的情况下是可加工的，并且具有高水平的固化热固性材料的表面性能和机械数据。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于模具系统的环氧树脂固化剂，包括

A)通过使a1)在分子中具有至多六个氮的多亚乙基多胺与a2)单缩水甘油醚反应得到的加合物，和

B)b1)二胺或多胺与b2)丙烯腈的加合物，和/或

C)聚氨基酰胺，

并且涉及可固化组合物，其进一步包括环氧化物。

本发明还提供这些可固化组合物用于生产模制品和片状结构的用途，以及在粘合剂和密封剂领域以及环氧树脂灰浆中的应用。

所述固化剂包括：

A)1wt％-99wt％，优选10wt％-90wt％，更优选30wt％-70wt％通过使a1)在分子中具有至多六个氮的多亚乙基多胺与a2)单缩水甘油醚反应得到的加合物，该a1)和a2)的加合物优选通过除去过量多亚乙基多胺分离，和

B)99wt％-1wt％，优选90wt％-10Wt％，更优选70wt％-30wt％通过使b1)二胺或多胺与b2)丙烯腈反应得到的加合物，和/或

C)99wt％-1wt％，优选90wt％-10wt％，更优选70wt％-30wt％聚氨基酰胺。

本发明的固化剂具有比较低的粘度并且可以在室温下进行加工，使得无须添加破坏性的溶剂和/或增塑剂。这些加合物的游离胺含量低。

与商业硬化剂相比，令人惊讶地，与大致可比的加工寿命(贮存期)相结合的是观察到特别是在低温(10℃)下固化速率快得多。这一点是不可预见的。相反，对于大致相同的加工寿命，能够预期的将是可比的固化速率，因为通常加工寿命依赖于固化速率。

制备多胺加合物A)所使用的加合物组分a2)包括单官能，优选芳香族缩水甘油醚，例如苯基缩水甘油醚，甲苯基缩水甘油醚、基于馏出腰果壳油的缩水甘油醚、基于一无醇的缩水甘油醚、氧化苯乙烯等。优选使用苯基缩水甘油醚和甲苯基缩水甘油醚。

作为胺化合物a1)，使用在分子中具有至多6(六个)氮原子的多亚乙基多胺。优选多亚乙基多胺，例如氨基乙基哌嗪、乙二胺、二亚乙基三胺或三亚乙基四胺。特别优选化合物a1)选自乙二胺和/或二亚乙基三胺。

为了制备分离的多胺加合物A)，将环氧化物在60℃到80℃伴随搅拌加入到过量胺组分中，已经发生反应之后，适当时在减压下，通过蒸馏分离过量的胺化合物。

为了制备加合物B)，将氨基化合物置于反应容器中并在50℃-100℃添加丙烯腈。为了完成反应，进行另外60分钟的搅拌。

根据本发明，对加合水平加以选择，使得每摩尔胺化合物，存在0.1到2，5摩尔，优选0.5到2摩尔的丙烯腈。