[发明专利]含有两亲型嵌段共聚物和多元醇的组合的可热固化组合物及其热固产品

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及一种可热固化组合物，所述可热固化组合物包含两亲型嵌段共聚物、多元醇、酸酐、环氧化物和催化剂；还涉及由这种可热固化组合物制造的热固产品。由本发明的可热固化组合物制造的热固产品具有提高的机械性能，尤其是韧性和机械强度的可热固化组合物，同时保持了高耐热性。本发明的组合物可以用于各种应用，如铸塑、铸封和封装，如电学和电子应用，以及复合材料。

背景和相关技术描述

已知有些热固性树脂具有良好的韧性和良好的机械性能，已知有些热固性树脂具有良好的耐热性，并且已知有些热固性树脂具有良好的加工性。然而，至今，还没有制备出将以上特征的每一个表现到如下这样程度的热固性树脂：可以大规模地制备这种热固性树脂，并且可以将其用于在显著的应力和湿度暴露下的高性能应用中。

对于带有提高的机械性能(例如更高的韧性和机械强度)同时保持了树脂良好的耐热性和和良好的可加工性的热固性树脂存在需求。高韧性和高机械强度导致较少的裂纹和高机械完整性，从而减少缺陷的数量并且提高最终产品的可靠性和寿命。高耐热性使高的操作温度成为可能。低制剂粘度提高了加工性并且使更高的填料负载量成为可能。

至今，本领域技术人员已经尝试通过将各种添加剂如增韧剂(flexibilizers)和增韧试剂(toughening agents)添加至热固性树脂来提高热固性树脂的性能。然而，常规增韧剂如线性多元醇在热固性树脂中的使用仅带来韧性上中等的提高；并且因为由此引起的低(低于100℃)玻璃化转变温度而显著地降低了热固性塑料的热稳定性。常规增韧试剂在热固性树脂中的使用由于所得到的制剂的高粘度且由于相分离过程的复杂性，导致了加工上的问题。

例如，常规增韧试剂如液态橡胶、核-壳粒子和热塑性聚合物在热固性树脂中的使用以不利地影响热固性树脂的一些其它性能如玻璃化转变温度、机械性能、粘度等为代价提高了热固性树脂的韧性。当使用液态橡胶和热塑性聚合物提高韧性时保持玻璃化转变温度和机械强度是困难的；并且归因于核-壳粒子的性质，在不带有附加处理的情况下下将这些粒子完全分散在热固性树脂如环氧树脂中是困难的。

另外，存在已经尝试使用了增韧了的可热固化组合物的各种现有技术。例如，EP126494A1描述了含有特定的一组硬化剂、环氧树脂和热塑性聚合物的组合物。当与结构纤维组合时，该组合物生产出具有提高的耐冲击性、提高的拉伸性能和高压缩性能的复合材料。然而，EP126494A1描述了通过将热塑性聚合物加入到热固性塑料的常规增韧方法；并且公开了将热塑性聚合物结合在环氧树脂体系中以提高其耐冲击性。EP126494A1使用热塑性聚合物增韧试剂；它没有教导两亲型嵌段共聚物作为增韧试剂在环氧树脂体系中的使用。

美国专利4,497,945公开了通过使聚(氧化丙烯)二醇或三醇与化学过量的用于环氧树脂的酸酐固化剂预反应形成韧性环氧聚合物。之后将所得到的二酯-二酸与表氯醇-双酚A环氧树脂聚合。对于该反应，合适的咪唑(imidizole)催化剂是优选的。然而，美国专利4,497,945没有公开增韧试剂的使用；并且没有教导两亲型嵌段共聚物作为增韧试剂在环氧树脂体系中的使用。

美国专利4,551,520公开了可以注射模塑95至40摩尔％对苯二甲酸、5至60摩尔％反式-4，4′-茋二甲酸、以及至少60摩尔％1，4-环己烷二甲醇的聚酯，以给出具有特别高的冲击强度和良好耐化学性的成形物品。此外，可以将美国专利4,551,520的聚酯挤出为具有这些性能的膜，纺成具有这些性能的纤维，或者吹塑为具有这些性能的瓶子。美国专利4,551,520未使用增韧试剂；并且没有教导两亲型嵌段共聚物作为增韧试剂在环氧树脂体系中的使用。

美国专利4,846,905公开了一种可热固化的、单组分环氧粘合剂组合物，所述组合物包含：(1)具有大于1的环氧官能度和约150至10,000之间的分子量的缩水甘油醚环氧化物；(2)催化剂，所述催化剂包含(i)式H+SbF₅X-的酸，其中X是卤素、羟基或-OR，并且其中--OR是分子量小于约10,000的脂族或芳族醇的残基和(ii)N，N-二乙基-邻-甲苯胺；(3)具有约2至18个碳原子的脂族或非芳香环状多元醇，其至少两个羟基是伯羟基或仲羟基，并且没有吸电子取代基、胺取代基或在相对于连接至多元醇的羟甲基的碳的α位上产生空间位阻的大取代基；以及(4)增韧试剂，所述增韧试剂在固化过程中不与环氧化物反应并且具有环氧化物相容性组分和环氧化物不相容性组分。