[发明专利]用于环氧树脂的具有吡啶基团的固化剂

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。现在对于在固化后具有很低含量通过蒸发或扩散过程可释放的物质的低排放体系的要求变得越来越重要。对于低排放体系，非结合性稀释剂因此仅能以非常少的量使用或根本不使用。

US2009/0163676描述了包含至少一种苄基化的聚亚烷基多胺和至少一种其它胺的固化剂组合物。在不与环氧化物加合的情况下，这些固化剂与环氧树脂仅缓慢固化，特别是在低温下。虽然环氧化物上的部分加合导致更快速的固化，但是同时固化剂的粘度大大增加。

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。

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，其是低粘度的、与环氧树脂即使在非结合性稀释剂的存在下也易于处理和良好相容并且甚至在湿冷的条件下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)的氨基基团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，且与环氧树脂可良好加工和相容。令人惊讶的是，这些固化剂与环氧树脂即使在相对于氨基低于化学计量比的使用量的情况下仍令人惊奇地快速固化，且同时导致令人惊奇的高硬度和耐受性。

本发明的其他方面为其他独立的权利要求主题。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)氨基的胺，

其中，

R为氢原子或具有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；及

X为选自的基团，

其中R¹分别为氢原子或具有1至12个碳原子的烷基或烷氧基，优选为氢原子。

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。这些胺是特别低粘度的。

具有两个式(I)的氨基的胺在与环氧树脂固化时，得到具有高交联度、特别坚硬和耐用的材料。

仅具有一个式(I)氨基的胺可额外具有至少一个其它的脂肪族仲氨基，特别是苄氨基，或至少一个脂肪族伯氨基。但仅具有一个式(I)氨基的胺也可以没有其他的对于环氧基有反应性的基团。令人惊奇地发现，这些胺同样适用于固化环氧树脂并得到高硬度的固化材料。

优选具有至少一个式(I)的氨基的胺不含伯氨基。这类胺特别适合作为环氧树脂的固化剂，因为在固化过程中不会出现泛白效果。

优选X是即3-吡啶基。这些氨基基团是特别有反应性的，并在环氧树脂固化时得到特别高的硬度。另外，这些吡啶衍生物是特别易于获得的。

具有至少一个式(I)的氨基的胺优选是式(II)的胺，