[发明专利]受控制的玻璃化转变聚合物材料和方法

说明书

本公开考虑相对高的玻璃化转变温度(T_g)聚合物和/或其他反应产物。一种方法可包括使双环氧化合物与双酚以一定量和条件下反应，以产生具有通过根据ASTM E1358‑08(2014)的差示扫描量热法测量的至少约90℃、至少约100℃、至少约110℃或至少约120℃的T_g的材料。

技术领域

本公开总体上涉及一种可重整树脂材料体系，特别是一种广泛地考虑用作反应物的特殊成分、与具有环氧官能度的聚合物相关的反应和反应产物的体系，其中，该环氧官能度用于赋予至少一种与环氧热固性材料相一致的机械特性以及至少一种通常与热塑性材料相关的加工(例如，高温加工)特性(例如，玻璃化转变温度)；本公开尤其是涉及热塑性环氧聚合物，并且甚至更具体地涉及具有可控的玻璃化转变温度的热塑性环氧聚合物体系，从而使其适用于多种应用，包括运输交通工具中(例如，在机动车辆应用中)的应用和/或其他应用，如航空航天或体育用品。

背景技术

具有至少一个环氧基团的热塑性聚合物已经在美国专利号5,115,075、4,438,254、6,011,111、和WO 98/14498(参见例如第3-8页)中连同示例性的合成条件进行了描述，其全部通过引用并入本文(也参见美国专利号3,317,471和4,647,648，也通过引用并入本文)。这些材料的实例可在已公开的美国专利申请2007/0270515(Chmielewski等)的第15-25段中找到，但不限于此，出于所有目的通过引用并入本文。

这些热塑性聚合物在复合材料中的应用已经在WIPO专利申请WO/2008/010823(关于浸渍后环氧树脂和胺的原位反应)中公开，通过引用将其并入本文。也参见美国专利申请2009/0298974(通过引用并入本文)。

美国专利号4,992,525、5,648,401、和6,730,713也可能与本公开相关，并且出于所有目的通过引用全部并入本文。

尽管有上述公开，对在其聚合物反应产物中表现出可控制的玻璃化转变温度的其它热塑性聚合物材料体系仍存在需求，例如通过根据ASTM E1356-08(2014)的差示扫描量热法测量的相对高的玻璃化转变温度(例如，大于约90℃)。对相对容易制造、相对容易加工、表现出独特的机械性能、表现出一定的透明度和/或具有适合的表面特性以提供可印刷的基底并且还表现出如通过根据ASTM E1356-08(2014)的差示扫描量热法测量的高玻璃化转变温度(例如，大于约90℃)的热塑性聚合物材料仍存在需求。例如，对这样的热塑性聚合物存在需要，该热塑性聚合物(例如具有至少一个环氧化物官能度)具有预设的和可控的玻璃化转变温度(例如相对高的玻璃化转变温度)和至少以下特性的至少一个或任意组合：至少约60MPa(例如，至少约75MPa)的断裂应力(根据ASTM D638-14)，至少约60(例如，至少约75MPa)的拉伸断裂强度(根据ASTM D638-14)和/或至少约1GPa(例如，至少约2.7GPa)的弹性模量(根据ASTM D638-14)。

致力于玻璃化转变温度的努力已经在美国专利号5,401,814中进行了描述，其通过引用并入本文，其中强调了某些催化剂的临界性和用于使特定反应物反应的反应条件。还可参见美国专利号6,803,004(涉及反应的挤出)。

发明内容

以上需求中的一个或多个通过本公开得以满足，本公开涵盖材料体系，其包括方法、用于反应物的成分、得到的反应产物和使用该反应产物的材料。简而言之，本教导的材料体系被设想用于提供一种得到的聚合物材料，该聚合物材料能够在与典型热塑性塑料一致的高温下加工，但具有通常与热固性材料(例如，环氧基聚合物材料)相关的一种或多种特性(例如，机械特性)。所得到的聚合物材料(由于其高温加工特性可被认为是热塑性聚合物材料)具有通过根据ASTM E1356-08(2014)的差示扫描量热法测量的可控的玻璃化转变温度(“T_g”)。例如，与其他可重整的树脂材料、特别是具有环氧化物官能度的树脂材料相比，该T_g可能相对较高。