[发明专利]含催化剂的环氧树脂

说明书

本发明涉及含鏻催化剂的环氧树脂并涉及环氧树脂与酸和含酚式羟基化合物反应的方法。

环氧树脂是已知的商品并且应用广泛。高级环氧树脂是通过低分子量环氧树脂与多元酚在催化剂存在下反应进行制备的。一组特别有用的催化剂是鏻催化剂，如Dante等在美国专利3，477，990号，Perry在美国专利3，948，855号，Tyler，Jr.等在美国专利4，366，295号和Marshall在美国专利4，634，757号中所公开。在预催化的环氧树脂中，理想的催化剂为高温下稳定并在高温下长时间贮存时不钝化。在高级环氧树脂的生产中，理想的催化剂应足够活泼使所得产品在分子量或环氧当量重量值方面达到所需目标值，但催化剂不应太活泼，使所得产品在分子量或环氧当量重量值方面显著超出所需目标值。换言之，理想的催化剂应在所得产品达到所需目标值时实质上已经钝化。尽管在上述专利中所披露的催化剂满足一种或多种上述所需的理想催化剂的性能，但没有一种催化剂能满足理想催化剂的所有性能。

希望能提供一种环氧化合物与酸性化合物，包括与含芳羟基化合物反应的催化剂，其性能满足或基本满足理想催化剂的性能。

本发明涉及一种包括含环氧化合物和一种催化剂的预催化的组合物，在每个分子中，其含环氧化合物有至少一个连位环氧基，其催化剂每个分子中有两个由下式表示的鏻基：

式中R¹，R²和R³各自代表一个芳香基团或被惰性取代的芳基;Z为-（C（R⁴）₂）a-;每个R⁴各自为氢或含1～20个碳原子的烃基;以及Z′为任何合适的阴离子;a为至少为4的数值;其中，对每环氧当量（包含在含环氧化合物中），催化剂的含量为0.0005～50毫当量。

本发明还涉及含环氧化合物（每分子至少有一个连位环氧基）与酸性化合物在催化量的催化剂存在下反应的方法，其中催化剂在每分子中具有两个由下式表示的鏻基：

式中R¹，R²和R³各自代表一个芳基或被惰性取代的芳基;Z是-（C（R⁴）₂）a-;每个R⁴各自代表氢或代表含1～20个碳原子，较好的含1～10个碳原子，更好的含1～4个碳原子的烃基;Z′为任何合适的阴离子;和a为至少为4的数值。

在本发明中，采用的催化剂具有两个由以下通式表示的鏻基：

式中，R¹，R²和R³各自代表一个芳基或被惰性取代的芳基;Z是-（C（R⁴）₂）a-;每个R⁴各自代表氢或含1～20个碳原子，较好含1～10，最好含1～4个碳原子的烃基或被惰性取代的烃基;Z′是任何合适的阴离子以及a具有至少为4的数值，4～20较好，4～10更好，4～6最好。

术语“烃基”意指任何脂族基，脂环族基，芳族基，芳基取代的脂族基或脂环族基，或脂族基取代或脂环族基取代的芳族基。脂族基可以是饱和的或不饱和的。术语“被惰性取代的烃基”意指含有一个或多个取代基的烃基，其中取代基不参与反应，也不干扰环氧化合物与同其反应的化合物之间的反应。这种合适的惰性基团例如包括-CO-Cl，-C≡N和-OH。

在本发明中使用的合适的阴离子例如包括在Dante等人的U.S.3，477，900，Perry的U.S.3，948，855，Tyler，Jr.等人的U.S.4，366，295和Marshall的U.S.4，634，757中所公开的任何阴离子。尤其合适的阴离子包括卤素离子例如，氯离子、溴离子和碘离子以及羧酸根及它与羧酸的配合物，例如甲酸根，乙酸根，丙酸根，草酸根，三氟乙酸根，甲酸根·甲酸配合物，乙酸根·乙酸配合物，丙酸根·丙酸配合物，草酸根·草酸配合物和三氟乙酸根·三氟乙酸配合物。合适的阴离子还包括例如磷酸根和无机酸的共轭碱如碳酸氢根，磷酸根，四氟硼酸根或磷酸氢根和酚类共轭碱如酚根或从双酚A衍生的阴离子。