[发明专利]用于环氧树脂的具有芳族氨基的固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及胺作为环氧树脂固化剂的领域，以及含有胺的环氧树脂组合物及其用途，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以能够用作高品质涂料。其一方面应具有低粘度，从而其在环境温度下可以良好加工并且自流平，并且其应即使在湿冷条件下仍然迅速固化而无所谓的泛白效应。“泛白(Blushing)”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的出现。环氧树脂涂料在经固化状态下应具有均匀表面而无浑浊、斑点或凹穴，并且其应具有高硬度和高耐受性。为了达到这些性能，现有技术中通常在环氧树脂涂料中使用稀释剂。这些稀释剂(如苄醇或酚)在固化时不结合入树脂基质中并因此能够导致不期望的排放。

US2009/0163676描述的固化剂组合物包含至少一种苄基化的聚亚烷基多胺和至少一种其他的胺。但是通过苄基化，这些胺的官能度和对于环氧化物的反应性大大降低。

对于其中需要高耐受性的某些应用，例如在腐蚀保护中，需要非常疏水且高度交联的环氧树脂涂料。然而，根据现有技术的高官能度固化剂往往趋向于强烈泛白效果或具有高的粘度。适于作为环氧树脂的固化剂的现有技术中已知的芳族胺仅非常缓慢地与环氧树脂反应，并且在室温下往往是固体，这使得其在室温下施用的材料中的使用显著困难，且通常又导致必需使用溶剂。

发明内容

因此本发明的目的在于提供一种用于环氧树脂的固化剂，其在室温下是液体且不过高粘性，与环氧树脂一起易于加工并即使在湿冷的条件下也可以与其迅速且无泛白地固化成高硬度和高耐受性的涂层。

令人惊讶地发现，根据权利要求1的包含具有至少一个式(I)的氨基的胺的固化剂可以解决此问题。根据权利要求1的固化剂是低气味的，且与环氧树脂良好相容。与现有技术中通常的芳族胺类固化剂如4,4'-亚甲基二苯基二胺或二乙基甲苯二胺相比，它们与环氧树脂令人惊奇地快速固化并同时形成非常疏水且高度交联的材料，其是不粘的、具有较高的光泽且没有混浊和表面缺陷。由此其特别适合于需要高耐受性的应用，特别是在腐蚀防护中。特别有利的事实是，具有至少一个式(I)的氨基的胺可以由市售的脂肪族聚胺和具有硝基苯基的酮或醛出发用简单的方法获得，因为由此避免处理小分子的、通常毒性非常高的芳族胺。

本发明的其他方面为其他独立权利要求的主题。特别优选的本发明的实施方案为从属权利要求的主题。

发明的具体实施方式

本发明的主题是一种适用于固化环氧树脂的固化剂，其包含至少一种具有至少一个式(I)氨基基团的胺，

其中，

R是氢原子或具有1至12个碳原子的烷基，优选为氢原子或甲基，特别是氢原子；

Y是氢原子或者是具有1至12个碳原子的一价烃基或者是具有1至12个碳原子的烷氧基或芳氧基，优选是氢原子或甲基，特别是氢原子；和

b是1或2，优选1。

本文献中分子式中的虚线每种情况下表示取代基和所属的分子残基之间的化合键。

以“聚/多”为首的物质名称如多胺、聚醇或多环氧化物，表示形式上每分子包含两个或更多个在其名称中出现的官能团的物质。

“脂族”表示其氨基键合至脂族、脂环族或芳脂族基团上的胺；相应的，所述基团被称为脂族氨基。“芳族”表示其氨基键合至芳族基团上的胺；相应的，所述基团被称为芳族氨基。

“胺氢”表示伯氨基和仲氨基的氢原子。

“非结合性稀释剂”表示可溶于环氧树脂并且使其粘度降低的物质，所述物质在环氧树脂固化时不共价结合至树脂基质中。

在本文献中术语“粘度”表示通过剪切应力和剪切率(速度梯度)之间的比例定义并且根据DIN EN ISO3219中所述确定的动态粘度或剪切粘度。

优选所述具有至少一个式(I)的氨基的胺具有一个、两个或三个式(I)的氨基，特别优选一个或两个式(I)的氨基。

具有两个式(I)的氨基的胺在与环氧树脂固化时，得到特别疏水、坚硬的和具有非常高交联度的耐用的材料。

仅具有一个式(I)的氨基的胺具有特别低的粘度。优选其额外具有至少一种其它的脂肪族仲氨基，特别是苄氨基，或者其额外具有至少一种脂肪族伯氨基。

优选Y为氢原子，和b为1，并且伯氨基位于间位。这样的式(I)的氨基表示式(Ⅰa)的氨基。