热固化双组分环氧树脂的制作方法

文档序号:16995474发布日期:2019-03-02 01:19阅读:599来源:国知局
热固化双组分环氧树脂的制作方法

现有技术的环氧树脂,例如双酚树脂,以密封树脂和粘合剂(例如,分别地,热固化单组分/双组分密封树脂或粘合剂,和室温固化双组分密封树脂或粘合剂)的形式广泛使用。此外,氧化物树脂广泛用作涂料中复合材料特别是纤维复合材料的树脂组分,和用作密封化合物例如用于密封电子元件。

基于酸酐固化剂的热固化双组分环氧树脂由于其良好的浸渍性质而经常用作低压、中压和高压技术领域中的绝缘材料和/或粘合剂。

de3824251公开了用于制造用于电导体的绝缘套管的绝缘带,其浸渍有热固化环氧树脂酸酐混合物。例如,该环氧树脂酸酐混合物包含双酚a的缩水甘油醚和甲基六氢邻苯二甲酸酐。

us2014/287173公开了具有两个分开存在的组分的反应性热熔粘合剂。第一组分可含有具有环氧官能团的聚合物,且第二组分可含有酸酐,如马来酸酐。

us5,574,112公开了使用含环氧基团的合成树脂、交联剂和多元醇的混合物的涂覆方法。交联剂包含每分子具有至少两个羧基和至少一个酸酐基的化合物。

us2003/071368公开了环氧树脂组合物,其包含脂环族环氧树脂、作为固化剂的六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐、含硼催化剂和固化速率调节剂。该环氧树脂组合物用于制造诸如led的固态器件。

人们早就知道酸酐的呼吸敏化性质。由于这些性质,自2012年12月起,脂环族酸酐六氢-4-甲基邻苯二甲酸酐和环己烷-1,2-二羧酸酐已被包括在根据欧洲化学品管理局(echa)的reach规定的高度关注物质清单(svhc清单)中。由于几乎所有酸酐固化剂都具有呼吸敏化性质,因此将来该物质种类可能被禁止加工。

因此,针对此背景,本发明的目的是提供一种基于环氧树脂的聚合物组合物,其中不使用酸酐作为固化剂。本发明的另一个目的是提供一种基于环氧树脂的聚合物组合物,其中基本上不使用酸酐。本发明的另一个目的是提供一种热固化双组分环氧树脂体系,其中不使用已达到作为高度关注物质的echa状态的组分。本发明的另一个目的是提供一种上述类型的环氧树脂体系,它操作简易而安全,且具有良好的储存稳定性。

该目的通过根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系实现。热固化双组分环氧树脂体系包含以下组分:

-包含环氧树脂的第一组分;和

-与第一组分分开存在的第二组分,

所述体系的特征在于第二组分包含均聚催化剂和反应性稀释剂。

根据本发明的另一个方面,提供了这种热固化双组分环氧树脂体系作为密封树脂、复合纤维组分、腐蚀抑制剂或粘合剂的用途。

最后,本发明提供了一种用于热固化双组分环氧树脂体系的混合物,包含以下物质:

-均聚催化剂,和

-反应性稀释剂。

本发明人已经认识到,环氧树脂在某些催化剂存在下经历均聚。关于这些单组分环氧树脂的困难在于它们有限的储存稳定性。本发明现在基于在第二组分中提供催化剂,从而将催化剂溶解在反应性稀释剂中,并且仅在加工前不久将该第二组分加入第一组分中。

令人惊讶的是,已经表明可以实现大大改善的储存稳定性。另外的优点是两种组分的灵活混合比,凭借相比于均聚催化剂的量的反应性稀释剂的量的第二组分的可变性质,可修改的反应性,和分别加热两种组分的可能性,该可能性是由于聚合反应仅当两个组分混合时发生,因此仅在实际加工后不久发生。

在下文中,“环氧基团”或“环氧基”是指通式o(chr1)(cr2r3)的单取代、二取代或三取代的氧杂环丙烷(oxirane)/环氧乙烷(ethyleneoxide),其中r1、r2和r3可以是相同或不同的残基。

2,3-环氧基-1-丙醇(缩水甘油)的醚及其衍生物分别称为“缩水甘油基醚”或“缩水甘油醚”。

如本文所用的术语“均聚催化剂”是指使得能够分别在储存温度或室温以上如限定地催化所用组分的环氧基团的催化剂。均聚催化剂本身不会成为反应产物的组分,因此仅具有催化作用。因此,“均聚催化剂”不同于“固化剂”或“交联剂”。

均聚催化剂是热固化的,因此仅在室温和/或储存温度以上实现聚合,例如在至少50℃、优选至少55℃、至少60℃、至少65℃、至少70℃、至少75℃、至少80℃、至少85℃、至少90℃、至少95℃、至少80℃、至少100℃、至少110℃、或至少120℃的温度下开始。合适的均聚催化剂是本领域技术人员熟悉的。特别地,可以制备和测试均聚催化剂和反应性稀释剂的合适混合物。

如果需要,均聚催化剂还可以催化其他官能团(即一种或多种化合物的官能团)与根据本发明的体系的一种或多种组分的反应。显然,其它官能团的这种反应也在室温和/或储存温度下或在高于室温和/或储存温度的温度下发生。优选地,选择根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系的组分和用于热固化双组分环氧树脂体系的混合物,使得仅催化环氧基团的反应。

在室温和通常低于上述发生聚合的温度,均聚催化剂基本上不与反应性稀释剂反应。因此,含有均聚催化剂和反应性稀释剂的组分可以容易地储存至少一周,优选至少两周,至少一个月,至少两个月,至少三个月,至少四个月,至少五个月或至少六个月的时期,而不影响与含有环氧树脂的组分的反应性。

如本文所用的术语“固化剂”或“硬化剂”是指实现环氧树脂和/或反应性稀释剂的固化的化合物。一方面,固化剂实现环氧树脂和/或反应性稀释剂的聚合,而且以交联剂的方式参与反应。多胺和酸酐是固化剂的实例。除均聚催化剂外,无论反应性稀释剂、环氧树脂,还是根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系或用于热固化双组分环氧树脂体系的混合物均不具有硬化性质。例如,反应性稀释剂不含酸酐组分。因此,在根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系或用于双组分热固化环氧树脂体系的混合物中,不包括固化剂。

如本文所用的术语“交联剂”是指仅实现聚合反应中的交联的化合物。交联剂不具有可引起环氧树脂和/或反应性稀释剂的聚合的官能团。优选地,一种或多种交联剂以反应性稀释剂的形式存在。合适的交联剂的实例是具有至少两个、优选三个、四个、六个或八个环氧基团的缩水甘油醚。

如本文所用,术语“室温”或“环境温度”是指20℃至25℃,优选21℃至24℃,22℃至23℃的温度,更优选22℃。

如本文所用的术语“储存温度”是指可以储存含有均聚催化剂和反应性稀释剂的组分的温度。储存温度是基本上完全防止反应性稀释剂单独聚合的温度。基本上完全防止反应性稀释剂的聚合意味着,例如,存在于反应性稀释剂中的所有官能团的少于1%,优选少于0.1%在储存期内反应。优选地,储存温度对应于室温。储存温度也可低于室温。例如,当使用反应性均聚催化剂时,这可能是必要的,以便基本上防止它们在储存温度下与反应性稀释剂反应。

在本发明的热固化双组分环氧树脂体系的语境中,术语“分开存在”或“分开的”是指两种组分的空间分离。因此,第一组分可以存在于第一容器中,而第二组分在第二容器中。

在本发明中,环氧树脂体系的聚合专门由均聚催化剂实现。该催化剂的特征在于如下事实:仅环氧树脂中所含的官能团被彼此催化,环氧树脂与反应性稀释剂的反应,并且任选地,如果第一组分中也存在反应性稀释剂,则该反应性稀释剂与第二组分的反应性稀释剂的反应被催化。因此,均聚催化剂优选不催化可存在于环氧树脂体系的第一和/或第二组分中的其他组分的反应。

均聚催化剂仅催化环氧树脂或反应性稀释剂分别的反应,而本身不参与可能发生的交联,因此不同于固化剂。如已经述及的,交联仅由环氧树脂和反应性稀释剂(如果需要)提供。因此,均聚催化剂不包括可同时用作聚合催化剂和交联剂的官能团,例如酸酐基团和/或多胺官能团(尤其是多官能胺)。

还清楚的是,均聚催化剂仅存在于第二组分中,并且反应仅通过将第二组分与第一组分混合被催化。

均聚催化剂优选仅催化环氧基团的反应。或者,也可催化环氧基团与羟基和/或氨基的反应。显然,合适的均聚催化剂取决于结构(尤其是官能团)、环氧树脂、反应性稀释剂及其它任选组分。在此,用作路易斯酸或路易斯碱的催化剂的酸或碱强度特别重要。

可以使用hsab原则定量地描述合适的酸或碱强度。基于酸和碱的路易斯定义描述了硬和软的酸和碱(hsab)。这可以从r.g.pearson,chem.brit.,vol.3(1967),p.103-107和r.g.pearson,j.chem.ed.,bd.45(1968),s.581-587;r.g.pearson,j.chem.ed.,bd.45(1968),s.643-648得到,其内容通过引用并入本文。

没有交联性质的合适的均聚催化剂的实例为路易斯酸,例如金属盐,包括三氯化铝和三氟化硼,和路易斯碱,例如三甲胺。技术人员熟悉合适的路易斯酸和路易斯碱。特别合适的均聚催化剂包括路易斯酸的有机配合物,例如三氯(n,n-二甲基辛胺)硼,其由于有机组分而具有相对于相应的路易斯酸降低的反应性,并且在三氯(n,n-二甲基辛胺)硼的情况下,更强的路易斯酸三氯化硼。可以使用现有技术中已知的其他此类潜在反应性催化剂。

本发明的均聚催化剂优选为路易斯酸,其根据hsab原则的酸强度至少对应于bx3(nr)3类型组分例如三氯(n,n-二甲基辛胺)硼的酸强度。x可以是卤素,例如氟、氯、溴或碘。x优选为氟或氯。显然,在bx3(nr)3型化合物中可存在不同的残基x。路易斯酸的实例包括bf3、b(or)3、fecl3和alcl3。或者,本发明的均聚催化剂是路易斯碱,其根据hsab原则的碱强度至少等于nh(r)2的碱强度。这种路易斯碱的实例包括r3n。前述化合物的残基r可以相同或不同,包括直链或支链烷基、亚烷基和炔基残基,并且具有不超过650g/mol、优选600g/mol、500g/mol、400g/mol、或300g/mol的化合物分子量。r3n可以是例如n(ch3)3、n(ch3)2(c2h5)或n(ch3)(c2h5)(c2h4)。

环氧树脂是每分子平均含有两个或更多个环氧基团的单体或预聚物(例如二聚体、三聚体、四聚体或其混合物)。这些环氧树脂与本领域已知的各种均聚催化剂或固化剂如多官能胺的反应产生交联或热固化的热固性塑料(duroplast)。

环氧树脂通常仅用于第一组分中,并且通常含有末端环氧基团作为反应性组分。这同样适用于反应性稀释剂,其通常还仅含有可以经历反应的环氧基团。然而,环氧树脂和/或反应性稀释剂可以具有仅在两种组分混合时和/或在等于或高于聚合温度的温度下反应的其他官能团。这些官能团的实例包括羟基。如果在组分中使用多于一种反应性稀释剂,它们优选为相同类型,即它们仅包括环氧基团或包括环氧基团和羟基。给定组分的成分在储存温度下不会相互反应。

各个组分可以彼此独立地加热,这不仅加速了各个组分混合后的聚合过程,而且还导致更好的溶解性和具有良好均匀性的改进的最终产物。例如,可以将第二组分加热至低于聚合温度的温度,而第一组分不经受这种约束。

合适的环氧树脂的实例包括双酚型环氧树脂(例如双酚a)、酚醛清漆环氧树脂(例如苯酚酚醛清漆或甲酚酚醛清漆)、脂族环氧树脂和卤化环氧树脂及其组合。可以使用双酚a的二缩水甘油醚(dgeba)、双酚f和双酚a/f(术语a/f是指在它的制备中用作起始原料的丙酮与甲醛的混合物)。这种液体树脂可以作为araldite(huntsman)或d.e.r(dow)或epicote(hexion)获得。

双酚型环氧树脂的其他实例包括双酚af(可从苯酚和六氟丙酮获得)、双酚ap、双酚b、双酚bp、双酚c(可从邻甲酚和丙酮获得)、双酚e、双酚f、双酚fl、双酚g、双酚m、双酚p、双酚ph、双酚s、双酚tmz和双酚z。

特别地,缩水甘油醚用作反应性稀释剂。特别是,必须区分单官能的缩水甘油醚和二官能或多官能的缩水甘油醚。尽管单官能缩水甘油醚与环氧树脂反应,但不会发生进一步的交联。因此,单官能缩水甘油醚抵制交联,产生相当柔软的可延展环氧树脂体系。多官能缩水甘油醚,即双官能的和尤其具有三个或更多环氧官能的缩水甘油醚,有助于环氧树脂的空间交联。

显然,缩水甘油醚的类型和量都会影响环氧树脂的交联度,因此,环氧树脂体系的性质(特别是强度)可按靶向的方式被影响。反应速率也可以具体地受所用缩水甘油醚的类型和量的影响。通过影响组分和/或单独组分彼此的混合比,可以具体地影响热固化双组分环氧树脂的化学和物理性质。

合适的缩水甘油醚的实例包括聚(四氢呋喃)-二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、2-乙基-己基-缩水甘油醚、聚氧亚丙基二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷-聚缩水甘油醚、新戊二醇-二缩水甘油醚和1,4-丁二醇-二缩水甘油醚。优选的是聚(四氢呋喃)-二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚和1,4-丁二醇-二缩水甘油醚。其他合适的缩水甘油醚以及它们的表现是本领域技术人员已知的。

环氧树脂也可用作热固化双组分环氧树脂体系中和用于根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系的混合物中的反应性稀释剂,其中该环氧树脂不允许在所述均聚催化剂存在下聚合。具有相对低反应性的均聚催化剂和/或环氧树脂可用于此目的。技术人员可以容易地制备合适的混合物并且目视监测聚合是否在给定的时间段和/或给定的温度下发生。

反应性稀释剂通常是低粘度的单-或二-环氧化物,其在化学上参与聚合过程。例如,使用脂族和芳基脂族单醇和多元醇的缩水甘油醚、烯丙基和甲基烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和它们的烷基化产物以及产物,以及某些环氧化烃如氧化苯乙烯、乙烯基环己烯二氧化物、柠檬烯二氧化物、辛烯二氧化物和环氧化萜烯。不含环氧基团的反应性稀释剂包括例如聚甲氧基缩醛或亚磷酸三苯基酯。脂族或芳基脂族单醇和多元醇的缩水甘油醚是优选的。

在第一组分中,基于100重量%的第一组分,使用0至20重量%的反应性稀释剂,优选1至19重量%的反应性稀释剂,更优选5至18重量%的反应性稀释剂,6至17重量%的反应性稀释剂,7至16重量%的反应性稀释剂,8至15重量%的反应性稀释剂,9至14重量%的反应性稀释剂,10至13重量%的反应性稀释剂,或11至12重量%的反应性稀释剂。

在第二组分中,基于100重量%的第二组分,优选使用50至95重量%的反应性稀释剂,例如60至90重量%的反应性稀释剂,65至85重量%的反应性稀释剂,更优选70至80重量%的反应性稀释剂,71至79重量%的反应性稀释剂,72至78重量%的反应性稀释剂,73至77重量%的反应性稀释剂,74至76重量%的反应性稀释剂或76重量%的反应性稀释剂。

第一组分的任选存在的反应性稀释剂和第二组分的反应性稀释剂可以独立地选自上述反应性稀释剂。

第一组分和/或第二组分还可含有例如导热颗粒、填料、染料、脱气剂及其组合的成分。导热颗粒可包括例如氢氧化铝或氧化铝。就聚合反应而言,填料是化学惰性物质或化合物,即不参与聚合反应且不溶于第一组分和/或第二组分的加热混合物中的化合物。这种填料包括例如具有高熔融温度的粒状聚合物。优选的填料是石英。还可以加入染料以使环氧树脂体系具有所需的颜色。染料可以以颜料糊的形式加入。硅氧烷可以用作第一组分和/或第二组分中的合适的脱气剂。阻燃物质也可以掺入第一组分和/或第二组分中。

显然,除了第一组分和第二组分之外,还可以存在其他组分,例如第三组分或第三和第四组分。一种或多种任选组分,例如反应性稀释剂或填料,可以例如存在于另一容器中并与第一组分和第二组分同时混合。

在本发明的语境中,术语“包含”或“包含”是指开放式列举,并且不排除除了明确提及的那些之外的其他组分或步骤。

在本发明的语境中,术语“由......组成”或“由...组成”是指完整列举,并且排除除了分别明确提到的组分或步骤之外的任何其他组分或步骤。

在本发明的语境中,表述“基本上由......组成”或“基本上由......组成”是指指定组合物的部分完全列举,除了上述组分外,其仅含有这样的其它组分,所述其它组分不会实质上改变组合物的特性,或者以不会实质上改变组合物特性的量存在。

在本发明的语境中,当使用术语“包含”或“包含”描述组合物时,其明确包括由所述组分组成或基本上由所述组分组成的组合物。

应当理解,本发明的上述特征和下面将要解释的特征不仅可以以给定的特定组合使用,而且可以以其他组合或以分离的方式使用,而不脱离本发明的范围。

本发明的其他特征和优点由以下优选实施方案的描述和附图得出。

图1显示了在80℃下随时间推移,与基于酸酐的环氧树脂体系混合粘度比较的所述环氧树脂体系的混合粘度。

在本发明的一个实施方案中,环氧树脂选自双酚型环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、脂族环氧树脂、卤化环氧树脂及其组合。

上述环氧树脂的共同之处在于它们包含至少两个环氧基团,例如3、4、5、6、7、8、9、10个环氧基团。优选地,环氧树脂仅包含两个末端环氧基团。任选地,包括两个或更多个羟基,例如3、4、5、6、7、8、9、10或更多个羟基。通常,较高数量的环氧基团和/或羟基将导致环氧树脂体系的交联能力提高和最终产品的强度增加。显然,通过选择反应性稀释剂,这种效果可以进一步提高,但也可以降低。

在一个实施方案中,第一组分包含反应性稀释剂。

该反应性稀释剂可选自上述反应性稀释剂,并且优选包含一种或多种选自聚(四氢呋喃)-二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚和1,4-丁二醇-二缩水甘油醚的缩水甘油醚。或者,也可以使用含有羟基和/或氨基的反应性稀释剂。或者,环氧树脂可用作反应性稀释剂。

第一组分的反应性稀释剂可以与第二组分的反应性稀释剂相同或不同。在第二组分中应使用一种或多种反应性稀释剂,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种反应性稀释剂。与此独立地,在第二组分中应优选使用至少一种反应性稀释剂,例如2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种反应性稀释剂。如上所述,第一组分和第二组分的反应性稀释剂彼此独立地选择,但是在一种组分中存在多种反应性稀释剂的情况下,优选仅使用环氧基官能的反应性稀释剂。排除均聚催化剂已经引起第二组分的反应性稀释剂(一种或多种)的聚合。环氧树脂也可用作反应性稀释剂。

根据另一个实施方案,均聚催化剂选自路易斯酸、路易斯碱和它们的组合。

如上所述,均聚催化剂仅存在于第二组分中。可以使用不同均聚催化剂的混合物,例如2、3、4、5或更多种均聚催化剂。均聚催化剂优选仅催化环氧基团的反应。任选地,还可以催化环氧基团与羟基的反应或环氧基团与氨基的反应。催化剂没有交联活性。因此,诸如多官能胺的化合物不代表本发明意义上的均聚催化剂,所述多官能胺的化合物可以既作为路易斯碱又通过几个氨基官能团的存在来催化均聚催化。这同样适用于例如酸酐,其除催化反应外还参与分子的交联。换句话说,这两种组分在适当的意义上不代表催化剂,因为它们参与反应并且在环氧树脂体系中以共价形式结合。

用于本申请目的的路易斯酸是电子对受体,且主要由偏盐(partialsalt)或半金属盐组成。合适的路易斯酸的实例包括四氯化钛、三卤化硼、硼酸、三烷基硼烷和三卤化铝。三卤化硼的实例包括bf3、bcl3和bbr3。三卤化铝的实例包括alf3、alcl3和albr3。合适的三烷基硼烷的实例包括具有相同或不同烷基残基的三烷基硼烷,其中三烷基硼烷的分子量不超过650g/mol、优选600g/mol、500g/mol、400g/mol或300g/mol。优选的三烷基硼烷是三甲基硼烷、三乙基硼烷、三正丙基硼烷和三氯(n,n-二甲基辛胺)硼烷。特别优选三氯(n,n-二甲基辛胺)硼。

相反,路易斯碱是电子对供体,因此包含至少一个自由电子对。路易斯碱的合适实例包括例如三甲胺。排除多官能胺和酸酐,因为它们除了催化环氧基团的反应外还参与与环氧基团的反应。合适的路易斯碱的实例包括r2nh和r3n。组分r2nh、r3n的残基r可以相同或不同,包含直链或支链烷基、亚烷基和炔基残基,并且包含为650g/mol、优选600g/mol、500g/mol、400g/mol、或300g/mol的化合物分子量。三甲胺是优选的。

具有根据hsab原则的酸强度的路易斯碱优选用作均聚催化剂,其中酸强度至少对应于bx3(nr)3型化合物的酸强度。或者,使用具有根据hsab原则的碱强度的路易斯碱作为均聚催化剂,其中碱强度至少对应于nh(r)2型化合物的碱强度。x可以是卤素,例如氟、氯、溴或碘。x优选为氟或氯。显然,在bx3(nr)3型化合物中可存在不同的残基x。上述化合物的r残基可以相同或不同,包括直链或支链烷基、亚烷基和炔基残基,并且包含不超过650g/mol、优选600g/mol、500g/mol、400g/mol或300g/mol的化合物分子量。

根据另一个实施方案,第一组分和/或第二组分包含选自导热颗粒、填料、染料及其组合的成分。明显的是,可存在其他成分。还明显的是,导热颗粒、填料、染料或其他成分不是本发明的均聚催化剂、反应性稀释剂、环氧树脂或环氧化物。

在另一个实施方案中,基于100重量%的第一组分总重量,第一组分包含30至40重量%的环氧树脂,5至10重量%的反应性稀释剂,40至60重量%的填料和0.5至1.5重量%的颜料糊。

在另一个实施方案中,基于100重量%的第二组分总重量,第二组分包含70至90重量%的反应性稀释剂和10至30重量%的均聚催化剂。

根据另一实施方案,基于100重量%的热固化双组分环氧树脂体系总重量,热固化双组分环氧树脂体系中包含80至98重量%的第一组分和2至20重量%的第二组分。优选含有85至95重量%的第一组分和5至15重量%的第二组分。更优选含有90至95重量%的第一组分和5至10重量%的第二组分。基于110重量%的热固化环氧树脂体系总重量,根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系可含有,例如,100重量%的第一组分和10重量%的第二组分。

显然,第一组分和/或第二组分的体积、粘度及其它性质受反应性稀释剂的选择及其量和/或任选成分以及它们的量的显著影响。因此,不但单独组分的物理或化学性质,而且第二组分和固化的环氧树脂体系的化学或物理性质都可以以靶向方式受影响。可以通过选择性地影响第一和第二组分和/或它们各自的组分/成分的混合比来控制根据本发明的热固化双组分环氧树脂的化学和物理性质。

根据优选的实施方案,第一组分可以在15至25℃的温度下储存6个月或更长的时间段,优选至少8个月,至少10个月,更优选至少12个月。

根据优选的实施方案,第二组分可以在15至25℃的温度下储存3个月或更长的时间段,优选至少4个月,至少5个月,更优选至少6个月。

与通过直接混合两种组分制备的相应环氧树脂体系相比,第一或第二组分储存上述时间段不会导致固化的环氧树脂体系的品质的任何可测量的劣化。

根据优选的实施方案,第一组分在22℃的温度下的粘度为20,000-100,000mpa·s,优选30,000-90,000mpa·s,40,000-80,000mpa·s,50,000-75,000mpa·s,更优选60,000-70,000mpa·s。粘度可以用粘度计测定,例如haakeviskotestert550e100,例如在4级。

根据优选的实施方案,第二组分在22℃的温度下的粘度为100-5,000mpa·s,优选110-1,000mpa·s,120-500mpa·s,130-400mpa·s,140-300mpa·s,更优选150-250mpa·s。粘度可以用粘度计测定,例如haakeviskotestert550e100,例如在8级。

根据优选的实施方案,混合有第二组分的环氧树脂体系在22℃的温度下的粘度为5,000-15,000mpa·s,优选6,000-12,000mpa·s,7,000-11,000mpa·s,更优选8,000-10,000mpa·s。粘度可以用粘度计测定,例如haakeviskotestert550e100。

根据优选的实施方案,第一组分的密度为1.60-1.90g/cm3,优选1.65-1.85g/cm3,1.70-1.80g/cm3,更优选1.72-1.76g/cm3。密度可以用比重瓶测定,例如,elcometer50ml不锈钢。

根据优选的实施方案,第二组分的密度为0.90-1.15g/cm3,优选0.95-0.1g/cm3,1.00-1.06g/cm3,更优选1.01-1.05g/cm3。密度可以用比重瓶测定,例如,elcometer50ml不锈钢。

根据优选的实施方案,固化的环氧树脂体系的肖氏d硬度为70-90,优选72-88,74-86,76-84,更优选78-82。可以通过iso868或din53505测定肖氏d硬度。

根据优选的实施方案,热固化双组分环氧树脂体系用作密封树脂,纤维复合材料组分,即复合材料中的组分,作为防腐蚀剂或粘合剂。

作为密封树脂、纤维复合材料组分、防腐蚀剂或粘合剂的相应配置决定了环氧树脂体系的化学和物理性质,例如其粘度或其他性质。相应的配置,特别是性质和成分,是技术人员熟悉的。

根据本发明的另一个优选实施方案,提供了一种用于热固化双组分环氧树脂体系的混合物,其包含均聚催化剂和反应性稀释剂。

均聚催化剂和反应性稀释剂如上所述。特别地,反应性稀释剂可以是环氧树脂。类似地,上述量可用于均聚催化剂和反应性稀释剂。例如,可以含有10至30重量%的均聚催化剂和70至90重量%的反应性稀释剂。

以下使用实施例说明本发明,并在以下描述中更详细地解释本发明。

实施例中提到的产品wevopoxvpge7314/6-3,wevodurvpge7314/6-3,wevopoxvpge06-2012/4-6和wevodurvpge06-2012/4-6可商购自德国ostfildern-kemnat的wevo-chemiegmbh。

实施例1

提供了一种基于环氧树脂的矿物填充的电密封树脂。树脂组分含有矿物填料。不包括作为硬度组分的卤化阻燃剂或酸酐。将100重量%的wevopoxvpge7314/6-3(分别为树脂组分或第一组分)与10重量%wevodurvpge7314/6-3(具有均聚催化剂和反应性稀释剂的第二组分)接连加热至80℃以降低树脂组分的粘度,然后混合。该混合物可直接用作密封化合物。最终的环氧树脂体系的电性质可以通过预先在1至5mbar下对两种组分进行脱气来改善。制备250g根据本发明的环氧树脂体系。

组分包括以下性质:

实施例2

将来自根据实施例1的100重量%的wevopoxvpge7314/6-3和10重量%的wevodurvpge7314/6-3的根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系的性质,与常规环氧树脂体系的性质进行比较。常规的环氧树脂体系由100重量%的wevopoxvpge06-2012/4-6(含环氧树脂的组分)和24重量%的wevodurvpge06-2012/4-6(含酸酐组分)组成,也是双组分体系,其中酸酐用作固化剂(对比例)。

wevopoxvpge7314/6-3和wevodurvpge7314/6-3的根据本发明的固化体系被命名为ge7314/6-3,而wevopoxvpge06-2012/4-6和wevodurvpge06-2012/4-6的固化体系被命名为ge06-2012/4-6。

使用haakeviskotestert550e100测定粘度,使用elecometer50ml不锈钢测定密度,使用haakeviskotestert550e100测定贮存期(在179,6i/min,110℃下,粘度测定值增加至8000mpas),和使用tma,seikoexstarss6000测定玻璃化转变温度或热膨胀系数。

表1显示最终环氧树脂体系的相关性质,例如聚合或固化温度和时间、密度、肖氏d硬度等,在很大程度上是一致的。

图1还显示,尽管没有酸酐的环氧树脂体系在室温下具有比根据本发明的环氧树脂体系更高的混合粘度,但是这种效果在更高的加工温度下不再显著。这也显示在下表2中。

因此,与用酸酐固化的环氧树脂体系相比,本发明的环氧树脂体系在加工、机械和物理数据方面表现出类似的性质。

根据本发明的热固化双组分环氧树脂体系具有超越现有技术中已知的环氧树脂体系的许多优点。根据本发明的环氧树脂体系的两种组分可以在宽范围内以可变混合比使用。通过第二组分中反应性稀释剂以及第一组分中环氧树脂的选择和量,可以根据需要改变和调节组分的机械性质和最终环氧树脂体系的机械性质。也可以通过第二组分中催化剂的比例来调节反应性,因此也可以调节完成聚合的时间。类似地,填料如石英粉或三氢氧化铝可用于环氧树脂体系中以获得阻燃性或改善的电性质。此外,填料的使用可以减少放热聚合反应期间的收缩和发热。由于没有呼吸敏化性酸酐,因此无酸酐体系的生理学优势是显而易见的。另一个优点是无酸酐的环氧树脂体系较低的湿度敏感性,以及相关的较高储存稳定性。

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