[发明专利]一种碳硼烷化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种碳硼烷化合物，具有如下化学结构式：，其中，R为氢或C1‑C20的烷基，Y为含2‑4个氨基的多元胺基团。该碳硼烷化合物可作为一种性能优良的环氧树脂固化剂使用，能够使环氧树脂固化，同时使固化产物获得优良的耐热性能。

技术领域

本发明涉及一种碳硼烷化合物及其制备方法和应用，特别是作为环氧固化剂的应用。

背景技术

“碳硼烷”于1962年由Williams首次进行了报导。由两个碳原子、十个硼原子构成，两个碳原子和十个硼原子都是六配位的，分子具有高度对称的骨架，为二十面体结构，这种正二十面体结构赋予这种分子及其衍生物许多独特的性质。

环氧树脂作为 20 世纪的重要发明之一，因其本身环氧基的高反应活性，而拥有很多优良的性能，其中环氧胶黏剂就是其应用的重要领域。由于其具有粘接强度高、耐腐蚀、电绝缘性、粘接收缩率小等优点，被广泛的应用在土木建筑、固坝防水、电子电器、机械制造以及家居装饰等领域。

固化剂是环氧树脂胶黏剂配方必不可少的组分，直接影响固化后材料的力学性能和应用性能，根据用途性能要求不同选择添加改性剂、填料等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种碳硼烷化合物，具有如下化学结构式：

，其中，R为氢或C1-C20的烷基，Y为含2-4个氨基的多元胺基团。

优选地，所述多元胺基团为C2-C20的脂肪族多元胺基团。

更优选地，所述C2-C20的脂肪族多元胺为乙二胺基团、二亚乙基三胺基团、六亚甲基二胺基团、四亚甲基二胺基团或十二亚甲基二胺基团。

上述碳硼烷化合物的制备方法，包括：

（1）癸硼烷在乙腈溶剂中加热回流1～3小时后，冷却；

（2）向步骤（1）的体系中加入炔基甲基卤，加热回流反应12～48小时，所述炔基甲基卤的结构式为R-C≡C-CH₂X，其中，R代表氢或C1-C20的烷基，X为卤素；

（3）将步骤（2）的反应产物与多元胺混合反应，得到所述的碳硼烷化合物。

步骤（1）的目的是使癸硼烷和乙腈配位形成乙腈硼烷。

优选地，所述多元胺为C2-C20的脂肪族多元胺。

更优选地，所述C2-C20的脂肪族多元胺为乙二胺、二亚乙基三胺、六亚甲基二胺、四亚甲基二胺或十二亚甲基二胺。

优选地，所述卤素为Cl、Br或I。

优选地，癸硼烷、炔基甲基卤和多元胺的摩尔用量比为1:2～3:2～4，步骤（1）的加热回流温度为70～90℃，步骤（2）的加热回流温度为100～120℃。

上述的碳硼烷化合物作为环氧树脂固化剂的应用。

一种耐高温环氧树脂胶黏剂，按重量份数计，包括以下原料：

环氧树脂 50～100份；

权利要求1所述的碳硼烷化合物 5～30份；

增韧剂 0～15份；

填充剂 0～15份；

消泡剂 0～10份；

流平剂 0～10份

稀释剂 0～20份。