[发明专利]苄基化的三氨基壬烷及其用途

说明书

本发明提供苄基化的三氨基壬烷化合物，包含苄基化的三氨基壬烷化合物的环氧固化剂组合物，和制备这样的组合物的方法。还公开了胺‑环氧组合物和由这些胺‑环氧组合物制备的制品。

技术领域

本发明一般性地涉及苄基化的三氨基壬烷化合物，衍生自这样的化合物的固化剂和胺-环氧组合物，以及由这样的化合物和/或组合物制备的制品。

背景技术

用基于胺的固化剂固化、硬化和/或交联的环氧树脂的用途是众所周知的。这些胺-环氧材料广泛用于范围为从涂料、粘合剂和复合材料到用于混凝土、水泥基或陶瓷基材的建筑产品的应用，其经常被称为土木工程应用，例如用于混凝土铺地材料的配制剂。

已经使用了各种方法来通过降低伯胺的量而降低在环氧加工中的氨基甲酸化(carbamation)。一种方法包括将胺与单或二缩水甘油基醚加合。然而，这种方法的缺点是提高了产品的粘度。另一种方法包括在伯胺上进行丙烯腈的迈克尔加成。在这种情况下，粘度保持是低的，但经过一段时间后(in time)发生的逆反应释放出游离的丙烯腈，这使得产品毒性很高并且难以处理。

当用大多数非芳族胺固化环氧树脂时，这些胺与环氧树脂的混溶性并不总是很好，并且可能会发生某种不完全固化。这种不完美的固化会导致表面上的变白或油腻的层(发白)，以及所固化的环氧体系的差的物理性能。为了改进固化，可以使用稀释剂，例如苄醇。这将潜在的VOC(挥发性有机内容物)增塑剂引入到环氧体系中。这样的体系一旦完全固化，将在一段时间内缓慢散发这些类型的增塑剂到大气中。由于引入了更严格的环境法规，并且希望许多工业满足新的“绿色标签”或“排放合规性”标准，因此需要新的产品，它们既可用于工业铺地材料又可用于保护性涂料领域，其不仅提供优异的固化性能，而且还符合地区排放指令。改进的排放标准的实例包括AgBB、DIBt、Der Blaue Engel，加利福尼亚(California)CDPH和美国绿色建筑委员会(LEED)。

已经开发了胺的苄基化并将其用于克服关于更好的穿透固化(through cure)的问题，而不用任何添加溶剂和增塑剂，从而导致新的符合排放标准的技术。与基础胺相比，苄基化改进了穿透固化。尽管其给出了排放合规性体系，但其也使得在环氧树脂和胺固化剂之间的反应减慢，因此增加了固化时间。

美国专利8,318,309(其通过引用并入本文中)公开了一种用于环氧树脂的固化剂，其是通过氨基丙基化的亚烷基二胺的苄基化制备的。美国专利8,168,296(其通过引用并入本文中)公开了一种用于环氧树脂的固化剂，其是通过多亚烷基多胺的苄基化制备的。在美国专利8,318,309和8,168,296中的反应和形成的产物导致宽范围的产物和性能，其中本领域希望在所得的苄基化的产物中具有更大的可定制性和特定的产物规格。

美国专利申请公开号2013/0079435 A1(其通过引用并入本文中)公开了一种用于环氧树脂的固化剂，其是通过间苯二甲胺的苄基化制备的。美国专利申请公开号2013/0079435 A1的固化剂的缺点是环氧树脂的固化非常缓慢。

存在许多在胺-环氧涂料工业中应用的基于胺的固化剂和胺-环氧组合物；然而，已知的产品无法完全满足需求或解决上述问题。重要的是找到一种苄基化的胺，其改进了穿透固化，但保留其它性能，例如在低温下的固化速度和外观。因此，本发明就是针对这一目的。

发明内容

发明概述

本发明公开了苄基化的三氨基壬烷化合物，固化剂组合物以及制备这样的组合物的方法。这些固化剂组合物可用于固化、硬化和/或交联环氧树脂。本发明包含固化剂组合物，该固化剂组合物包含至少一种苄基化的三氨基壬烷化合物，该苄基化的三氨基壬烷化合物具有至少三个活性胺氢原子和至少一个苄基基团，其在一个实施方案中包含苯甲醛化合物与三氨基壬烷(TAN)化合物(Hexatran^TM,Ascend Performance Materials)的还原胺化的反应产物。在另一个实施方案中，所述至少一种苄基化的TAN包含苄基卤与TAN的反应产物。