[发明专利]可固化组合物以及用于制造环氧热固性材料的方法

说明书

本申请要求于2013年7月3日提交的欧洲申请号13174829.5以及2013年7月22日提交的欧洲申请号13177442.4的优先权，出于所有的目的将这些申请的全部内容通过引用结合在此。

本发明涉及可固化组合物、可固化分散体、可固化预聚物组合物和其制造方法。本发明还涉及用于制造环氧热固性材料、优选环氧/胺热固性材料的方法。本发明还涉及环氧热固性材料、优选环氧/胺热固性材料，并且涉及用于粘附至少两个基底的方法。

热固性材料代表一定量工业中使用的塑料生产。热固性材料的实例是酚醛树脂和脲醛树脂、不饱和聚酯和环氧树脂。环氧树脂占据排除聚氯酯的约70％的热固性材料市场。

环氧树脂可以或者与它们自己或者与宽范围的共反应物(包括多官能胺、酸(和酸酐)、酚、醇、和硫醇)进行反应(交联)。这些共反应物常常被称为硬化剂或固化剂并且该交联反应通常被称为固化。环氧树脂与它们自己或与多官能硬化剂的反应形成常常具有强的机械特性以及耐高温性和耐化学性的固化的热固性材料。

全球环氧热固性材料产量估算为在2010年为2百万吨，并且预计到2017年达到3百万吨。

现今用于环氧树脂的固化反应的共反应物通常是由石油基原料工业生产的有机化合物并且因此是来自化石来源的有机化合物。

由于增加的环氧热固性材料的生产以及就石油的价格和可用性而言的不确定性并且由于日益增加的加注于可持续发展上的压力，化学工业面临着发展合成并且使用生物基化学品(即，由可再生资源合成的化学品)、特别是被用作环氧固化剂的增加的需求。在环氧热固性材料的市场中，因此对于获得用于代替化石固化剂的生物基固化剂存在迫切需要。

2，5-呋喃二羧酸(FDCA)是可以在糖和其他、非食物的碳水化合物的基础上生产的化学品之一，并且因此本身表现为良好的生物基环氧固化剂候选物。然而，这种化学化合物在某些条件下呈现出导致产生降解的化合物的缺点，这些所降解的化合物本身表现为有毒的并且因此FDCA在此用途中不是可接受的。因此对于获得不导致不可接受的副产物的生物基固化剂仍然存在需要。

在这种背景下本申请人已经发现了5-羟甲基糠醛(HMF)的衍生物，该5-羟甲基糠醛本身可以从C₆碳水化合物源、特别是从葡萄糖制备，可以被用作用于制造环氧热固性材料的环氧树脂固化剂并且不导致产生有毒副产物。

因此本发明主要涉及可固化组合物，该可固化组合物包含

(a)至少一种选自对应于式I以及对应于式II的5-羟甲基糠醛的衍生物的固化剂

其中

R₁和R₂选自-(CH₂)_n-NH₂、-COOH、

以及

R₃选自-(CH₂)_n-NH₂、-COOH、

以及

R₄选自-(CH₂)_n-NH₂、

以及

R₅和R₆选自-H、-CH₃、-C₂H₅、n-C₃H₇；并且

n等于1、2或3；

以及

(b)至少一种环氧树脂。

通过至少一种固化剂(a)，根据本发明它是指根据本发明的可固化组合物和可固化分散体可以包含一种或多于一种固化剂。在优选的实施例中，固化剂(a)是唯一的固化剂。在本说明书中，术语“固化剂(a)”无差别地以单数和复数来使用。

固化剂(a)有利地选自以下5-羟甲基糠醛的衍生物

·对应于式I的5-羟甲基糠醛的衍生物，其中R₁和R₂均等于-(CH₂)_n-NH₂；

·对应于式I的5-羟甲基糠醛的衍生物，其中R₁和R₂均等于-COOH；