[发明专利]用于改进固化控制的异氰酸酯-环氧配方

说明书

本申请是申请日为2008年5月6日、国际申请号为PCT/US2008/062723、国家申请号为200880017837.X且发明名称为“用于改进固化控制的异氰酸酯-环氧配方”的申请的分案申请。

技术领域

本文所公开的实施方案总体上涉及异氰酸酯-环氧配方。更具体地，本文所公开的实施方案涉及具有改进固化控制的异氰酸酯-环氧配方。

背景技术

环氧树脂是最广泛使用的工程树脂之一，并且对于它们在具有高强度纤维的复合材料中的用途是熟知的。环氧树脂形成玻璃状网状物，表现优异的耐腐蚀和耐溶剂性，良好的粘合力、合理高的玻璃化转变温度以及适当的电性质。

包括环氧树脂在内的热固性树脂的典型性能要求包括高的软化点(＞200℃)、低的可燃性、耐水解性、耐化学和溶剂性以及介电刚性(dielectric rigidity)。环氧树脂可以提供这些性质，但是可能包括由于缓慢的动力学而慢硬化周期的缺陷。硬化周期可以随使用高温而增加；然而，较高的温度可能引起基底的过热，或可能由于被固化的部件的几何形状而难于使用。

各种环氧体系的另一个缺陷是溶剂的使用和/或所得的反应副产物。溶剂和反应副产物可能导致不需要的化学暴露或释放，以及在固化过程中的气泡形成。

例如，PCT公布WO 1992/011304公开了一种通过使用锌基催化剂，由受阻异氰酸酯与二环氧化合物的反应而制备出的粘合剂，得到线型唑烷酮聚合物，并且没有可检测水平的异氰酸酯三聚物。反应导致了异丙醇的产生，异丙醇是一种预期不与二环氧化物反应的挥发性有机化合物。

类似地，日本专利公布2005054027和2006213793公开了唑烷酮聚合物的制备，其各自导致了异丙醇的产生。

因此，对于在更低的温度开始固化并且通过内部加热升高温度的热固性组合物存在需要。此外，对于这些热固性组合物，可以适宜的是不需要使用惰性溶剂或不导致不适宜的反应副产物。这样的热固性组合物可以用于涂布不能忍受高温的基底以及其尺寸和形状使得其难于进行均匀加热的部件。

发明内容

在一个方面，本发明所公开的实施方案涉及一种用于形成固化组合物的方法，所述方法包括：将封端异氰酸酯、环氧树脂和催化剂混合形成混合物；使混合物反应以形成唑烷酮和异氰尿酸酯环中的至少一种；其中所述反应产物通过红外光谱法测量时，具有在1710至1760cm^-1的范围内的唑烷酮-异氰尿酸酯峰。

在其它方面，本发明所公开的实施方案涉及异氰酸酯-环氧组合物，所述异氰酸酯-环氧组合物包含：封端异氰酸酯和环氧树脂的反应产物；其中所述反应产物通过红外光谱法测量时，具有在1710cm^-1至1760cm^-1的范围内的唑烷酮-异氰尿酸酯峰。

在其它方面，本发明所公开的实施方案涉及一种用于形成涂布基底的方法，所述方法包括：混合封端异氰酸酯、环氧树脂和催化剂形成混合物；使混合物反应以形成唑烷酮和异氰尿酸酯环中的至少一种；其中所述反应产物通过红外光谱法测量时，具有在1710至1760cm^-1的范围内的唑烷酮-异氰尿酸酯峰。

在一些实施方案中，上述实施方案的反应产物通过红外光谱法测量时，没有在约2270cm^-1的异氰酸酯峰。在其它实施方案中，反应产物通过红外光谱法测量时，没有在约3500cm^-1的羟基吸收峰。

其它方面和优点将从下面的描述和后附的权利要求变得明显。

附图简述

图1是根据本文所公开的实施方案的可固化组合物的反应的DSC分析。

发明详述

在一个方面，本发明所公开的实施方案涉及可以在更低的温度固化或开始固化的热固性组合物。在另一个方面，本发明所公开的实施方案涉及可以在固化过程中提供内部或自加热的热固性组合物。

在更具体的方面，本发明所公开的实施方案涉及含有环氧树脂和封端或受阻异氰酸酯的热固性组合物。热固性组合物可以在催化剂的存在下反应，以形成唑烷酮和/或异氰尿酸酯环，并且任选地可以与硬化剂或固化剂反应。