[发明专利]用于生产刚性泡沫体的快速固化环氧体系和泡沫体在复合物中或作为绝缘材料的用途

说明书

本发明涉及用于制造刚性环氧泡沫体的新型方法。此外，本发明涉及用于进行该方法的材料，特别是新型双组分环氧体系。该新型方法的特征在于将环氧树脂与发泡剂、特别是包封的发泡剂混合，并且之后与离子液体混合。出人意料地，反应(包括发泡)在室温在短时间之后，如在仅2至3分钟之后开始。总之，本发明包括双组分现场发泡结构材料和用于生产刚性环氧泡沫体的方法。

技术领域

本发明涉及制造刚性环氧泡沫体的新型方法。此外，本发明涉及用于实施该方法材料，特别是新型双组分环氧体系。

该新型方法的特征在于将环氧树脂与发泡剂，特别是包封的发泡剂混合，和之后与离子液体混合。出人意料地，反应(包括发泡)在室温在短时间之后(如仅2至3分钟之后)开始。

总之，本发明包括双组分现场发泡结构材料和用于生产刚性环氧泡沫体的方法。

背景技术

除非由上下文看出任何明显不同，否则术语复合体系、复合材料和复合物在下文中同义地使用。

环氧体系以其优异的附着力、耐化学性和耐热性、非常好的机械性质和良好的电绝缘性质而著称。固化的环氧树脂体系已广泛应用于从粘合剂、复合材料和涂料到建筑和地板产品的范围。因此，粘合剂通常基于双组分环氧体系。环氧复合物经常采用碳纤维和玻璃纤维增强物来生产。涂料应用的实例是用于金属表面的保护性涂料。

在大多数应用中，环氧树脂体系由可以彼此进行化学反应，并在混合后形成固化的环氧树脂(其为硬的热固性材料)的两种组分组成。该体系的第一组分为环氧树脂，包含环氧基团，第二组分为固化剂，也经常被称为硬化剂。固化剂包括对这些环氧基团呈反应性的化合物，如胺、羧酸或硫醇。更多详情参见H.Lee和K.Neville，Handbook of EpoxyResins，McGraw Hill，New York，1967，第5-1至5-24页。固化或交联过程是环氧树脂中的环氧基团与固化剂中的反应性基团的化学反应。通过使固化剂化学加成至环氧树脂，固化将具有相对低分子量的环氧树脂转化为相对高分子量或甚至交联的材料。另外，固化剂可以影响固化的环氧材料的性质。

环境温度下的快速固化和/或冷固化环氧体系在许多应用，如以上讨论的那些或其它应用，如水基组合物中是非常有用的。当在环境温度下固化时，通常将改性的胺如曼尼希碱、叔胺或其盐、(烷基)苯酚或路易斯酸用于这些应用。用于快速环境固化的另一实例是环氧体系含有加速的多硫醇。

在其中可以使用环氧固化体系的另一技术领域是环氧泡沫体，它们具有逐渐增长的技术重要性。这些泡沫体特别用于如固体浮力材料、运动(如在滑雪板、网球布(rags)或轻量化(lightweight)自行车)，汽车和建筑的应用中。这些刚性泡沫体可以特别适用于对机械稳定性要求高并且价格低于例如具有更好耐热性的PMI泡沫体的应用。

EP0291455描述了固化的泡沫体，其在暴露至120至180℃的温度加热之后具有高度闭合的泡孔结构。混合物含有环氧树脂或环氧树脂的混合物、酚系酚醛清漆(一种固化剂)、固化加速剂、化学发泡剂(其在高于100℃的温度分裂出氮气)和泡沫体改性剂。

CN108047649A描述了用于作为固体浮力材料的应用的泡沫环氧产品。它包含液体环氧树脂、反应性稀释剂、多胺固化剂、酸酐固化剂或聚酰胺固化剂、催化剂如叔胺或咪唑、中空玻璃微球、聚合物微球和其它组分如偶联剂。所述体系在80至120℃的温度固化并在模具中发泡。最终的固体浮力材料具有0.26至0.32g/cm³的密度。

US2006/0188726描述了基于环氧树脂的可膨胀、可热固化的组合物的设计，所述组合物表现出由一种混合物的高度膨胀，所述混合物由至少一种液体环氧树脂、一种固体环氧树脂、一种发泡剂、一种固化剂和一种含云母的填料组成。需要将所述组合物加热至60℃至110℃，优选70℃至90℃的温度，然后注入模具。固化的刚性泡沫体的密度为0.47至0.64g/cm³。