专利名称：聚合物混凝土组合物的制作方法
聚合物混凝土组合物
背景技术：
发明领域本发明涉及具有二乙烯基芳烃二氧化物的可固化聚合物混凝土组合物和由所述可固化聚合物混凝土组合物制成的固化产品。背景和相关技术描述可用于制造聚合物混凝土的可固化组合物通常使用环氧树脂、例如单或二缩水甘油醚作为聚合物混凝土组合物的稀释剂，而聚合物混凝土进而用于制造固化产品，例如机械工具。通常，所述环氧树脂稀释剂与可商购的液体环氧树脂例如D.E.R. TM 331混合，并与固化剂一起形成可固化聚合物混凝土组合物。环氧树脂稀释剂的存在有助于将可固化组 合物的粘度降低到所述可固化组合物可用于聚合物混凝土应用所需要的粘度水平。然而，在可固化制剂、例如用于制造大型聚合物混凝土部件的制剂中使用的环氧树脂稀释剂，也降低了所述制剂的反应性和玻璃化转变温度；并且，同时，不利地使所生成的由所述包含环氧树脂稀释剂的可固化制剂制成的固化产品在聚合物混凝土部件所需的性质方面降低。例如，衡量聚合物混凝土的一个重要性质是热变形温度(HDT)，在由包含环氧树脂稀释剂的制剂制成的固化产品中，HDT可能降低。HDT在聚合物混凝土应用中是大型(例如，通常从50kg到10，OOOkg)聚合物混凝土部件的尺寸稳定性的指标；其中“尺寸稳定性”是混凝土部件在经受较高温度时保持其形状的能力。因此，在建筑业中，如果可以在没有不利地影响聚合物混凝土的其他性质例如粘度、反应性、玻璃化转变温度和热固性材料(可固化聚合物)体系的机械性质之下提高聚合物混凝土部件的HDT，将是有利的。希望改善大型聚合物混凝土部件的HDT,这进而改善所述大型聚合物混凝土部件的尺寸稳定性，同时保持所述聚合物混凝土部件的其他性质的良好平衡。还希望用没有现有技术的环氧树脂稀释剂的问题的替代化合物来代替以前用于现有技术中的可固化组合物中所使用的环氧树脂稀释剂。发明概述在一种实施方式中，本发明涉及包含二乙烯基芳烃二氧化物例如二乙烯基苯二氧化物(DVBDO)的聚合物混凝土制剂。二乙烯基芳烃二氧化物(例如DVBD0)降低可固化组合物的粘度，并同时为所述组合物提供制造聚合物混凝土所必需的性质；没有聚合物混凝土制剂中使用的已知环氧树脂稀释剂的缺点。例如，在本发明聚合物混凝土组合物中使用二乙烯基芳烃二氧化物的一个优点在于二乙烯基芳烃二氧化物有助于提高由所述可固化组合物制成的固化产品的HDT，而没有损害所述可固化组合物或由其制造的固化产品的任何其他性质。HDT的改善提供了大型聚合物混凝土部件改善的尺寸稳定性。使用二乙烯基芳烃二氧化物还有助于使所述组合物的粘度保持得类似于例如使用现有技术的环氧树脂稀释剂的组合物的粘度。发明详述
本发明的一种广义实施方式包括用于聚合物混凝土的可固化组合物，其包含(A)至少一种环氧树脂成分，其包括(Al)至少一种环氧树脂，和(A2)至少一种二乙烯基芳烃二氧化物；(B)硬化剂成分；和(C)至少一种集料；其中在所述环氧树脂成分中存在足够浓度的二乙烯基芳烃二氧化物，致使所述二乙烯基芳烃二氧化物降低所述可固化组合物的粘度；并且提供HDT的改善而不损害由所述可固化组合物制成的固化聚合物混凝土产品的玻璃化转变温度(Tg)和机械性质。在制备本发明的可固化聚合物混凝土树脂组合物混合物中，所述混合物可以包含至少一种环氧树脂，组分(Al)。环氧树脂是含有至少一个邻位环氧基的那些化合物。环氧树脂可以是饱和的或不饱和的、脂族、环脂族、芳香族或者杂环的，并可以被取代。所述环氧树脂也可以是单体或者聚合体。可用于本发明中的环氧树脂可以选自本技术领域的任何已知环氧树脂。可用于本发明的环氧树脂的详细列举见于Lee, H.和Neville, K. , Handbookof Epoxy Resins (环氧树脂手册)，McGraw-HillBook Company, New York, 1967,第 2 章,257-307页；其通过引用并入本文。·在此公开的实施方式中用作本发明的组分(Al)的环氧树脂可以变化，并包括常规和可商购的环氧树脂，它们可以单独或者以两种或更多种的组合使用。在选择用于在此公开的组合物的环氧树脂中，不应该只考虑最终产品的性质，而且还要考虑组合物的粘度及其可能影响所述树脂组合物加工的其他性质。技术人员已知的特别适合的环氧树脂是基于多官能醇、酚、环脂族羧酸、芳香胺或氨基苯酚与表氯醇的反应产物。一些非限制性实施方式包括，例如，双酚A二缩水甘油醚、双酚F 二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、对氨基苯酚的三缩水甘油醚。技术人员已知的其他合适的环氧树脂包括表氯醇分别与邻甲酚和苯酚酚醛清漆树脂的反应产物。也可能使用两种或更多种环氧树脂的混合物。可用于本发明中制备可固化环氧树脂成分的环氧树脂可以选自可商购的产品。例如，可以使用得自 The Dow Chemical Company 的 D. E. R. 331 、D. E. R. 332、D. E. R. 334、D. E. R. 580、D. E. N. 431、D. E. N. 438、D. E. R. 736、或 D. E. R. 732 环氧树脂。作为本发明的例证说明，环氧树脂组分(a)可以是液体环氧树脂D.E.R. 383 (DGEBPA)，其环氧当量为175-185，粘度为9. 5Pa-s，和密度为I. 16g/cc。可用于所述环氧树脂组分的其他商业环氧树脂可以是 D. E. R. 330、D. E. R. 354 或 D. E. R. 332。可用于本发明的其他合适的环氧树脂公开在例如美国专利号3，018，262、7，163，973,6, 887，574,6, 632，893,6, 242，083,7, 037，958,6, 572，971,6, 153，719、和5，405，688 ；PCT 公布 WO 2006/052727 ;和美国专利申请公布号 20060293172,20050171237和2007/0221890A1 ;每一个在此通过引用并入本文。在优选实施方式中，可用于本发明组合物的环氧树脂包括任何芳族或脂族缩水甘油醚或缩水甘油胺或环脂族环氧树脂。例如，用于本发明的环氧树脂的一种实施方式可以是双酚A的二缩水甘油醚(DGEB A)及其衍生物。其他环氧树脂可以选自但限于双酚F环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、脂环族环氧树脂、线性脂族环氧树脂、四溴双酚A环氧树脂和其组合。所述至少一种环氧树脂，组分(Al)，在所述环氧树脂混合物组合物中存在的浓度范围通常可以从约40重量％ (wt% )至约95wt%、优选从约50wt%至约90wt%、更优选从约65wt%至约85wt%。使用超过和低于如上所述的浓度将影响粘度和反应性并因此影响物理和机械性质。在本发明的一种广义实施方式中，可固化聚合物混凝土组合物的组分(A)，环氧树脂制剂，包括至少一种二乙烯基芳烃二氧化物化合物，组分(A2)。可用于本发明的二乙烯基芳烃二氧化物化合物可以包含例如任何取代的或未取代的芳烃核，所述芳烃核在任何环位置中带有一个、两个或更多个乙烯基。例如，二乙烯基芳烃二氧化物的芳烃部分可以由苯、取代苯、(取代的)环-环化苯或同系键合的(取代的)苯、或其混合构成。所述二乙烯基芳烃二氧化物的二乙烯基苯部分可以是邻位、间位或对位异构体、或其任何混合物。其他的取代基可以由耐H2O2基团构成，所述基团包括饱和烷基、芳基、卤素、硝基、异氰酸酯、或RO-(其中R可以是饱和烷基或芳基)。环-环化苯可以由萘、四氢萘等构成。同系键合的(取代的)苯可以由联苯、二苯醚等构成。
用来制备本发明组合物的二乙烯基芳烃二氧化物化合物总的可以由如下的一般化学结构I-IV来说明
r/iy
R4
L J χ结构I
· ΛΟΧ-Ο
广丫、χ \ B i
R3 R2
_^y
R4
L J 2结构II
cpfe^'
^ /lI. y
R4
ζ结构III
权利要求
1.一种用于聚合物混凝土的可固化组合物，其包含 (A)至少一种环氧树脂成分，其包含以下物质的掺合物 (Al)至少一种环氧树脂，和 (A2)至少一种二乙烯基芳烃二氧化物； (B)至少一种硬化剂成分；和 (C)至少一种集料； 其中所述可固化组合物适合于提供由所述可固化组合物制成的固化聚合物混凝土产品O
2.权利要求I的可固化组合物，其中被固化的所述组合物提供热变形温度大于约50°C的固化产品。
3.权利要求I的可固化组合物，其中所述至少一种集料包括二氧化硅、砂、石英、花岗岩及其混合物。
4.权利要求I的可固化组合物,其中所述集料的浓度在约85重量％至约95重量％的范围内。
5.权利要求I的可固化组合物，其中所述至少一种环氧树脂(Al)包括芳族环氧化物。
6.权利要求5的可固化组合物，其中所述芳族环氧化物包括双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、或其混合物。
7.权利要求I的可固化组合物，其中所述至少一种环氧树脂(Al)的浓度在约65重量％至约85重量％的范围内。
8.权利要求I的可固化组合物，其中所述至少一种二乙烯基芳烃二氧化物(A2)包括二乙烯基苯二氧化物。
9.权利要求I的可固化组合物，其中所述至少一种二乙烯基芳烃二氧化物的浓度在约15重量％至约35重量％的范围内。
10.权利要求I的可固化组合物，其中所述至少一种硬化剂成分包括酸酐、羧酸、胺化合物、酚化合物或其混合物。
11.权利要求I的可固化组合物，其中所述至少一种硬化剂成分的浓度在约20重量％至约40重量％的范围内。
12.权利要求I的可固化组合物，其中所述环氧树脂成分(A)包括环氧树脂活性稀释剂(A3)。
13.一种用于制备可固化组合物的方法，其包括混合以下成分 (A)至少一种环氧树脂成分，其包含 (Al)至少一种环氧树脂，和 (A2)至少一种二乙烯基芳烃二氧化物；和 (B)至少一种硬化剂成分；和 (C)至少一种集料； 其中所述可固化组合物适合于提供由所述可固化组合物制成的固化聚合物混凝土产品O
14.一种固化产品，其包含固化的权利要求I的所述组合物。
15.权利要求14的固化产品，其具有大于约50°C的热变形温度。
16.一种用于制备权利要求14的固化产品的方法，其包括以下步骤 (I)混合 (A)至少一种环氧树脂成分，其包含 (Al)至少一种环氧树脂，和 (A2)至少一种二乙烯基芳烃二氧化物；和 (B)至少一种硬化剂成分；和 (C)至少一种集料； 其中所述可固化组合物适合于提供由所述可固化组合物制成的固化聚合物混凝土产品；和 (II)在约0°c至约300°C的温度下热固化步骤(I)中制备的所述组合物。
17.一种制品，其由权利要求14的所述固化产品制成。
18.权利要求17的制品，其中所述产品是聚合物混凝土。
全文摘要
用于聚合物混凝土的可固化组合物，其包含(A)至少一种环氧树脂成分，其包含(A1)至少一种环氧树脂，和(A2)至少一种二乙烯基芳烃二氧化物；和(B)至少一种硬化剂成分；其中在所述环氧树脂成分中存在足够浓度的二乙烯基芳烃二氧化物，致使所述二乙烯基芳烃二氧化物降低所述可固化组合物的粘度并提供由所述可固化组合物制成的固化聚合物混凝土产品的必要性质。二乙烯基芳烃二氧化物降低可固化组合物的粘度，并同时提供聚合物混凝土应用必要的性质；并且二乙烯基芳烃二氧化物有助于提高聚合物混凝土的热变形温度(HDT)和改善大型聚合物混凝土部件的尺寸稳定性而不损害所述聚合物混凝土的任何其他性质。
文档编号C08L63/00GK102958972SQ201180031375
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月21日 优先权日2010年6月25日
发明者R·图拉克希亚, H·A·奈克 申请人:陶氏环球技术有限责任公司