[发明专利]苄基化多亚烷基多胺和其应用

说明书

本申请是申请号为200910164125.7母案的分案申请。该母案的申请日为2009年8月6日；发明名称为“苄基化多亚烷基多胺和其应用”。

相关申请的交叉引用

本申请是2008年8月6日提交的申请序列号12／186,768的部分继续，申请序列号12／186,768是2007年2月7日提交的申请序列号11／672,298的部分继续，其披露内容在此引入。

技术领域

本发明总的涉及苄基化多亚烷基多胺化合物、由这些化合物得到的固化剂和胺-环氧组合物，和由这些化合物和／或组合物制造的制品。

背景技术

用胺-基固化剂固化、硬化和／或交联的环氧树脂的应用是公知的。这些胺-环氧材料广泛用于从涂料、粘合剂和复合材料到用于混凝土、水泥质或陶瓷基材的建筑产品的应用中，通常被称为土木工程应用例如用于混凝土地面的配方。

当环氧树脂用纯多亚烷基多胺例如基于乙二胺(EDA)同系物的那些固化时，混合物将会“冒烟”或“发烟”。这描述了胺与周围空气中存在的水或轻微酸性(acidity)的质子化。该现象归因于高的胺蒸汽压。许多基于EDA同系物的环氧涂料遭受在工业中被称为喷霜(blush)、氨基甲酸化(carbamation)、碳酸化(carbonation)或渗出物的问题的困扰。这些问题全部至少部分地归因于胺固化剂和环氧树脂的不相容性，这造成相分离并且导致胺迁移到涂料表面上。在表面胺可以与空气中存在的CO2反应导致氨基甲酸化，并且如果存在水则可能出现碳酸化。无论是氨基甲酸化的形式还是已知为渗出物和喷霜的油腻层，这种表面缺陷破坏了涂料的外观，并且还可能导致涂层间粘合性问题。(参见″Amine-blushing problems?No sweat!″，Fall2001Epoxy Formulators′meeting ofthe Society of the Plastic Industry by Bruce Burton，17pp)。当在低温下施加涂料并且固化时这些问题还倾向于更严重，因为这加剧了胺-环氧不相容性。另外，与环境条件相比延长了涂料凝固时间，这为胺组分迁移到涂料表面留下更长的时间。在透明涂层的情形中，可以采用成熟时间以获得具有高光泽和澄清度的涂料。成熟时间或孵化时间或者诱导时间被定义为将环氧树脂和胺混合与将产物施加在目标基材上之间的时间。其也可被定义为混合物变得透明所需的时间。有多种用于胺-环氧涂料工业中的胺-基固化剂和胺-环氧组合物；然而，这些已知产品中没有一种完全满足需要或者解决了上述问题。因此，本发明旨在此目的。

发明内容

本发明披露了固化剂组合物和制备该组合物的方法。这些固化剂组合物可用于固化、硬化和／或交联环氧树脂。本发明包括固化剂组合物，该组合物包含至少一种具有至少三个氮原子、至少三个活性胺氢原子和至少一个苄基基团的苄基化多亚烷基多胺，其在一个实施方案中包括苯甲醛化合物与具有至少三个氮原子的多亚烷基多胺的还原氨基化反应产物。在另一个实施方案中，所述至少一种苄基化多亚烷基多胺包括苄基卤与具有至少三个氮原子的多亚烷基多胺的反应产物。

在另一个方面中，本发明提供了包含以下组分的接触产物的固化剂组合物：

至少一种具有至少三个氮原子的苄基化多亚烷基多胺，例如苯甲醛化合物与具有至少三个氮原子的多亚烷基多胺的还原氨基化反应产物，该苄基化多胺具有至少三个活性胺氢和至少一个苄基基团；和至少一种具有三个或更多个活性胺氢的多官能胺。

一般而言，基于100％固体，本发明的固化剂组合物具有约30-约500的胺氢当量(amine hydrogen equivalent weight，AHEW)。

在仍然另一个方面中，本发明提供了胺-环氧组合物。例如，根据本发明的胺-环氧组合物包含以下物质的反应产物：

固化剂组合物，其包含至少一种具有至少三个氮原子的苄基化多亚烷基多胺，例如苯甲醛化合物与具有至少三个氮原子的多亚烷基多胺的还原氨基化反应产物，该苄基化多亚烷基多胺具有至少

一个苄基基团和至少三个活性胺氢；和

包含至少一种多官能环氧树脂的环氧组合物。作为根据本发明的另一个方面，胺-环氧组合物包含以下物质的反应产物：

固化剂组合物，其包含以下组分的接触产物：

至少一种具有至少三个氮原子的苄基化多亚烷基多胺，例如苯甲醛化合物与具有至少三个氮原子的多亚烷基多胺的还原氨基化反应产物，该苄基化多亚烷基多胺具有至少一个苄基基团和至少三个活性胺氢；和