[发明专利]用于环氧树脂的固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及胺及其作为用于环氧树脂的固化剂的用途的领域，以及包含胺的环氧树脂组合物及其特别是作为涂料的用途。

背景技术

环氧树脂组合物应具有一系列性能从而可以用作高品质涂料。其一方面应具有低粘度，以便其在环境温度下可以良好操作并且是自流平的，并且其应即使在湿冷条件下仍然快速固化而无所谓的泛白效应。“泛白”表示在固化时通过胺与空气中的二氧化碳(CO₂)形成盐而造成的缺陷，例如浑浊、斑点和粗糙或粘性的表面，其中高空气湿度和低温会促进泛白效应。环氧树脂涂料在经固化状态下应具有平坦表面而无浑浊、斑点或凹穴，并且其应具有高硬度和良好的耐受性。为了实现这些性能，在根据现有技术的环氧树脂涂料中通常使用稀释剂。所述稀释剂(例如苯甲醇或酚)虽然改进可加工性，然而在固化时不结合至树脂基质中。目前对于低排放体系的需求变得日益重要，所述低排放体系在固化之后具有低含量的、可以通过蒸发过程或扩散过程释放的物质。因此，对于低排放体系，仅以极少的量使用或完全不使用非结合性的稀释剂。稀释环氧树脂组合物的另一种可能性是加入低分子量的胺，例如异佛尔酮二胺、二甲苯二胺或二甲基氨基丙胺。然而，所述低分子量的胺大多具有强烈气味并且剧烈刺激皮肤，并且在湿冷条件下造成泛白效应。

US2009／0163676描述了包含至少一种苄基化聚亚烷基多胺和至少另一种胺的固化剂组合物。所述固化剂特别是在寒冷条件下仅与环氧树脂缓慢固化而不与环氧化物加成。与环氧化物部分加成虽然造成更快固化，但是固化剂的粘度因此而剧烈升高。

US4′129′556描述了包含作为固化剂的双重羟基苄基化的二胺的环氧树脂组合物，所述环氧树脂组合物在室温下优选为固体。US4′399′268描述了用于制备环氧树脂成型件或环氧树脂涂料的方法，其中使用单重羟基苄基化的二胺作为固化剂。

由现有技术已知，酚基对胺与环氧化物的固化具有促进作用。酚和烷基酚具有强烈气味和毒性并且因此在组合物中是不期望的，并且不能与非结合性含酚基的稀释剂配制成低排放体系。曼尼希碱又为高粘度的并且经常包含痕量的游离酚，并且由现有技术已知的羟基苄基化多胺具有如此之高的粘度使得其在无额外稀释的情况下不适用于涂料应用。

发明内容

因此本发明的目的是提供用于环氧树脂的固化剂，所述固化剂为低气味和低粘度的，即使在不存在非结合性稀释剂的情况下也可以与环氧树脂简单操作和良好相容，并且即使在湿冷条件下也可以迅速固化而无泛白。

出人意料地发现，根据权利要求1所述的、以所述氨基比例包含具有至少一个式(I)的氨基的胺和具有至少一个式(II)的氨基的胺的固化剂实现所述目的。该固化剂是低气味、低挥发的并且出人意料地是低粘性的。其可以容易地与环氧树脂混合并且在混合状态下也能够实现低粘度。特别是即使在湿冷条件下，其也与环氧树脂出色地相容并且出人意料地迅速固化。在此过程中形成膜，所述膜无粘性，具有高光泽度，无浑浊和表面缺陷并且具有高硬度和良好的耐受性。特别出人意料的是如下事实：相比于不具有式(I)的氨基的固化剂，所述固化剂具有仅略微升高的粘度，但是特别是在寒冷条件下比前者更为迅速地与环氧树脂固化。然而目前为止，在根据现有技术的环氧树脂体系中仅可以以所述缺点为代价来利用酚基的良好性能。通过根据权利要求1所述的固化剂得到低排放环氧树脂体系，所述环氧树脂体系满足环境认证标准(例如Emicode(EC1Plus)、AgBB、DIBt、Der Blaue Engel、AFSSET、RTS(M1)和美国绿色建筑协会(LEED))的条件并且同时满足操作性能和使用性能方面的高要求，而这是现有技术的固化剂无法实现的。

本发明的其它方面为其它独立权利要求的主题。本发明特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。

发明的实施方式

本发明的主题是适合固化环氧树脂的固化剂，所述固化剂包含具有至少一个式(I)的氨基的胺和具有至少一个式(II)的氨基的胺，

其中

R和R′彼此独立地表示氢原子或具有1至12个碳原子的烷基；和

X表示具有1至20个碳原子的任选具有羟基、醚基、酯基或氨基的烃基；

并且其中固化剂中式(I)的氨基的数目和式(II)的氨基的数目之间的比例V1为0.05至1.0的值。

本文献的式中的虚线每种情况下表示取代基和所属分子基团之间的键。