[发明专利]用于环氧树脂涂料的固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及作为用于环氧树脂的固化剂的胺的领域，以及包含胺的环氧树脂组合物及其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。对于需要极高耐受性(例如在腐蚀防护中)的应用，需要具有高官能度的固化剂从而获得剧烈交联的涂料。

现有技术中已知的具有高官能度的固化剂为例如聚亚烷基胺，如TETA、TEPA或PEHA。然而所述固化剂在未改性时倾向于极剧烈的泛白效应并且在加合物的形式下其粘度极高，虽然其泛白倾向不太剧烈但是仍然存在。

还存在所谓的聚乙烯亚胺。这里，聚乙烯亚胺为乙烯亚胺的支化聚合物，所述乙烯亚胺具有伯氨基、仲氨基和叔氨基并且主要用于水处理和造纸工业。

US6'077'886描述了包含聚乙烯亚胺和另一种胺的环氧树脂组合物，其中所述组合物在混合之后具有高耐用性。所述组合物由于高的耐用性和由于泛白效应而不可用于平面应用。

发明内容

因此本发明的目的是提供用于环氧树脂的固化剂，所述固化剂具有高官能度，在室温下为液体并且不具有过高的粘度，并且与环氧树脂一起迅速固化形成具有高硬度和耐受性的涂层而无泛白效应。

出人意料地发现，根据权利要求1所述的包含至少一种式(I)的胺的固化剂实现所述目的。根据权利要求1所述的固化剂是无气味的，与环氧树脂良好相容并且即使在湿冷条件下仍然迅速固化，其中形成非粘性的膜，所述膜具有高光泽度、无浑浊和表面缺陷并且具有极高的交联密度和耐受性。特别出人意料的是如下情况，当式(I)的胺不带有伯氨基时，即使在湿冷条件下也具有出色的反应性。根据权利要求1所述的固化剂可以以简单方法制得。

本发明的其他方面为其他独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。

具体实施方式

本发明的主题是适合用于固化环氧树脂的固化剂，所述固化剂包含至少一种式(I)的胺，

其中

A表示分子量在300至5000g/mol、优选300至2000g/mol、特别优选300至1000g/mol范围内的聚乙烯亚胺在除去脂族伯氨基之后的基团；

R表示氢原子或具有1至12个碳原子的烷基，优选氢原子或甲基，特别是氢原子；

a表示1至50、优选1至20、特别优选1至10、特别是3至10的整数；和

X表示具有1至20个碳原子的任选具有羟基、巯基、醚基、酯基、吡啶(Pyridino)基或氨基的烃基。

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。

式(I)的胺优选不含伯氨基。所述式(I)的胺即使在低温和高湿度下仍然与环氧树脂固化而无干扰性的泛白效应。

X优选表示具有6-12个碳原子的芳基，特别是选自苯基、甲基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基、乙基苯基、异丙基苯基和萘基的基团。所述胺具有特别低的粘度并且还与环氧树脂特别良好地相容，因此经固化的膜具有特别高的品质。

X还优选表示具有6-12个碳原子的羟基取代的芳基，特别是选自2-羟基苯基、3-羟基苯基和4-羟基苯基的基团。所述胺特别是在低温下与环氧树脂特别迅速地固化。由于低粘度，2-羟基苯基是特别优选的。