[发明专利]一种化合物和制备方法及其作为潜伏型环氧固化剂的用途

说明书

本发明公开了一种化合物和制备方法及其作为潜伏型环氧固化剂的用途。所述化合物结构如式(I)所示，可作为潜伏型环氧固化剂，其制备原料包括亚磺酰基乙酸、芳香族二仲胺和双环氧化合物，该潜伏型固化剂在常温条件下为低粘度液体，与环氧树脂具有良好的相容性，由于该潜伏型固化剂不含活性基团，与环氧树脂配合时具有较长的适用期，当升高温度时，潜伏型固化剂中的亚磺酰基会发生Pummerer重排反应，形成硫醇，在叔胺基团的催化作用下，可以迅速与环氧树脂进行交联，后固化温度低，该潜伏型固化剂特别适用于大型复合材料的制备。

技术领域

本发明属于环氧树脂领域，涉及一种化合物和制备方法及用途，具体的涉及一种环氧树脂潜伏型剂、制备方法，环氧树脂组合物、制备方法及用途。

背景技术

环氧树脂以其良好的耐热性、力学性能、粘结性、电绝缘性及耐化学腐蚀性，被广泛地应用于复合材料制造等领域，环氧树脂室温下一般为液态或固态的小分子或低聚物，在与固化剂发生反应后形成三维交联网络结构，环氧树脂可以与多种固化剂发生固化反应，如胺类、酸酐类、硫醇类、酚类、酚醛类和咪唑类等。

当环氧树脂用于大型复合材料体系时，需要树脂在固化前能够在模具中充分的流动，此时需要混合体系有较长的适用期，甚至在常温下不反应，当升高模具温度后，固化剂和环氧树脂进行交联固化。

大型复合材料常用的潜伏型固化剂主要有酮亚胺、双氰胺、有机酸酐和微胶囊四种，酮亚胺容易吸收空气中的水分发生分解，对施工环境要求较高；双氰胺在常温下为固体，与环氧树脂的相容性较差；有机酸酐容易水解的缘故而耐湿性较差，并且不容易进行化学改性，后固化温度较高；微胶囊制备工艺要求严格，胶囊膜的厚度对贮存、运输和使用会带来不同程度影响，工业化应用困难。

US4335228提出采用酰基取代改性咪唑，由于酰基的强吸电子效应削弱了亚胺的给电子能力，让其与环氧树脂反应的能垒提高，在常温下失去固化活性，从而具备较好的潜伏性，而当温度升高到足以克服亚胺与环氧树脂反应的能垒时，酰基取代咪唑类固化剂又能恢复固化活性，但是改性后的咪唑一般为固体，与环氧树脂的相容性较差；

EP543675提出采用微胶囊包覆改性咪唑，通过将微胶囊成膜在加热、加压条件下使其破裂释放出固化剂，但咪唑微胶囊化制备过程中，影响因素多，反应不易控制，微胶囊壁材残留在固化体系中，影响材料性能；

CN105837798A提出采用单硫代羧酸与环氧树脂进行开环加成，对硫醇进行封闭，该固化剂可在有催化剂或无催化剂条件下下将硫醇基团自动转化出来，与环氧树脂反应，但是硫醇基解离的乙酰化反应解离温度较高，不符合大型复合材料灌注工艺的使用要求；

CN101885832A提出采用多元胺与羰基化合物反应制备仲胺的亚胺化合物对其进行封端，在水环境下固化剂中的亚胺结构水解出亲水胺基，由于该潜伏型固化剂水解时生成的羰基化合物在体系中作为增韧剂存在，降低材料的力学性能；

US4092293以季戊四醇为起始剂，引发环氧丙烷聚合，用烯丙基封端，再和H2S反应得到聚硫醇该制备方法的缺点是反应步骤繁冗，条件苛刻，原料价格较贵，成本高。

因此，针对上述问题，需要寻找一种新的潜伏型环氧固化剂，该潜伏型环氧固化剂在常温下与环氧树脂不发生反应，且具有较低的混合粘度，能够充分在模具中流动，升高温度后活性基团可以解离出来，与环氧树脂反应，从而满足大型复合材料使用的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明目的在于提供一种新化合物，可作为潜伏型环氧固化剂，该固化剂在常温下为低粘度液体，与环氧树脂有良好的相容性，并且由于常温下不含活性基团，与环氧树脂混合后有较长的适用期，当升高温度后，潜伏型固化剂中硫醇会解离，进一步形成交联网络。本发明目的还在于提供一种上述新化合物的制备方法。