液體亞甲基二苯胺組合物的制作方法
【專利摘要】公開了一種液體亞甲基二苯胺產(chǎn)物。所述產(chǎn)物通過使苯胺和乙基苯胺與甲醛以胺與甲醛比率大于約2:1反應(yīng)而制成。所得到的反應(yīng)產(chǎn)物是亞甲基二苯胺、單乙基亞甲基二苯胺和二乙基亞甲基二苯胺的液體混合物，其在40℃下的粘度低于約1000cps。
【專利說明】液體亞甲基二苯胺組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及含有亞甲基二苯胺的組合物，且更具體地涉及這種亞甲基二苯胺在其中以液體形式存在的組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]各種基于4，4’-亞甲基二苯胺(MDA)的產(chǎn)物是可用的。這些化合物可用作用于復(fù)合材料的應(yīng)用中的環(huán)氧固化劑。然而，MDA在室溫下一般為固體。因此，所述MDA通常與甲苯二胺(TDA)共混，其溶解所述固體MDA并產(chǎn)生允許更容易加工的液體產(chǎn)物。盡管這些添加劑提高了加工所述MDA的能力并將其用作作為共混混合物的部分的環(huán)氧固化劑，這些共混物仍是不令人滿意的，因為它們往往在低溫下結(jié)晶，這可以引起在貯存期間的過早膠凝或再凝固。而且，這些MDA/TDA共混物導(dǎo)致在貯存期間形成有色體，并且在使用時引起制造廠的大范圍染色。 [0003]荷蘭專利公布NL7311283 (A)例示了由鄰乙基苯胺、苯胺、甲醛和HCl制成的液體形式的用于環(huán)氧樹脂的二胺固化劑。類似地，日本公開JP50-009839 (B)也例示了來自苯胺、鄰乙基苯胺、甲醛和HCl的液體二胺。在每種情況下，胺與甲醛的摩爾比率為2:1，由此產(chǎn)生液體形式的包含MDA的組合物。這些產(chǎn)物仍然不適合在商業(yè)環(huán)境中作為環(huán)氧固化劑，因為它們的高粘度，其被教導(dǎo)為1100厘泊且已被觀察到甚至更高。
[0004]不具有上述缺點的MDA組合物將是本領(lǐng)域期望的。
[0005]發(fā)明簡述
[0006]示例性的實施方式涉及液體亞甲基二苯胺組合物一可以用作胺固化劑的產(chǎn)物。所述產(chǎn)物通過苯胺和乙基苯胺與甲醛反應(yīng)制成，胺與甲醛的比率大于2:1。所得到的反應(yīng)產(chǎn)物是在40°C下粘度低于約lOOOcps的亞甲基二苯胺、單乙基亞甲基二苯胺和二乙基亞甲基二苯胺的液體混合物。
[0007]在示例性的實施方式中，組合物包含約10重量％至約25重量％的亞甲基二苯胺、約39重量％至約43重量％的單乙基亞甲基二苯胺；和約19重量％至41重量％的二乙基亞甲基二苯胺。所述組合物是在40°C下粘度低于約lOOOcps的液體。
[0008]在一個示例性的實施方式中，組合物基本上由亞甲基二苯胺、單乙基亞甲基二苯胺、二乙基亞甲基二苯胺和胺低聚物組成，其中所述組合物是在40°C下粘度低于約
lOOOcps的液體?！盎旧嫌?.....組成”旨在排除以可以將所述組合物的粘度增加至大
于約lOOOcps的量的組分和物質(zhì)。
[0009]根據(jù)另一個示例性的實施方式，制造胺固化組合物的方法，其包括提供苯胺和乙基苯胺的混合物，使所述苯胺和乙基苯胺的混合物與甲醛反應(yīng)，其中胺基團(tuán)與甲醛基團(tuán)的摩爾比率大于約2:1。
[0010]根據(jù)再另一個示例性的實施方式，制造制品的方法，其包括提供組合物，所述組合物是在40°c下粘度低于約lOOOcps的亞甲基二苯胺、單乙基亞甲基二苯胺和二乙基亞甲基二苯胺的液體混合物，并提供環(huán)氧樹脂。將所述組合物和所述環(huán)氧樹脂合并以形成可固化的混合物，將所述可固化的混合物施用于制品并固化。在一些實施方式中，所述制品是復(fù)合材料。
[0011]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點根據(jù)下面優(yōu)選的實施方式的更詳細(xì)的說明，并結(jié)合通過示例的方式說明本發(fā)明原理的附圖，將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1示意性地說明采用根據(jù)示例性實施方式的胺固化劑制造復(fù)合板的系統(tǒng)。
[0013]盡可能地，在整個附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同部分。[0014]發(fā)明詳述
[0015]根據(jù)示例性的實施方式的組合物是低粘度液體芳族胺組合物，其可以用作固化劑，且當(dāng)與環(huán)氧樹脂組合應(yīng)用時允許更容易地加工。這些組合物不需要存在甲苯二胺(TDA)或其他溶劑，且可以減少或消除在現(xiàn)有的亞甲基二苯胺(MDA)和TDA的液體共混物中發(fā)現(xiàn)的顏色形成和染色問題，并且在本發(fā)明的一個方面，所述組合物能夠基本上不含TDA?！盎旧喜缓笔侵杆鼋M合物含有低于約5重量％的TDA和，在一些情況下，約O重量％的TDA。它們也可以用來生產(chǎn)環(huán)氧涂料，所述環(huán)氧涂料具有比使用已知的胺固化劑制造的那些更強(qiáng)的耐化學(xué)性。示例性的實施方式還顯示更低的反應(yīng)熱、更好的剛度，且可以保持液體至少一周，提供更長的貯存期。
[0016]示例性的實施方式涉及通過苯胺和乙基苯胺，特別是鄰乙基苯胺，與甲醛反應(yīng)形成的液體MDA組合物。在所述反應(yīng)物混合物中胺和甲醛的摩爾比率大于2:1，優(yōu)選大于3:1和更優(yōu)選約4:1。提高胺與甲醛的摩爾比率出人意料地導(dǎo)致具有低粘度的反應(yīng)產(chǎn)物。
[0017]在所述反應(yīng)物混合物中苯胺與乙基苯胺的摩爾比率可以是約50:50或更高，使得存在的苯胺的摩爾數(shù)等于并優(yōu)選大于乙基苯胺的摩爾數(shù)。在一個實施方式中，苯胺與乙基苯胺的摩爾比率為約70:30。優(yōu)選減少所用的乙基苯胺的量(因為其制造和獲得是昂貴的)，但并不使所述量減少到使得所述反應(yīng)產(chǎn)物不再具有低粘度。
[0018]通過其可以獲得根據(jù)示例性的實施方式的組合物的反應(yīng)主要按照下述示意圖進(jìn)行:
【權(quán)利要求】
1.組合物，其包含: 約10重量％至約25重量％的亞甲基二苯胺； 約39重量％至約43重量％的單乙基亞甲基二苯胺；和 約19重量％至約41重量％的二乙基亞甲基二苯胺； 其中所述組合物是在40°C下粘度低于約lOOOcps的液體。
2.權(quán)利要求1所述的組合物，其粘度在40°C下低于約750cps。
3.權(quán)利要求1所述的組合物，其粘度在40°C下在約300至約500cps范圍內(nèi)。
4.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物通過加德納色度測量是未染色的。
5.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物基本上不含甲苯二胺。
6.權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物包含約O重量％的甲苯二胺。
7.組合物，其基本上由以下組成: 亞甲基二苯胺； 單乙基亞甲基二苯胺； 二乙基亞甲基二苯胺；和 胺與甲醛的低聚物， 其中所述組合物是在40°C下粘度低于約lOOOcps的液體。
8.制造胺固化組合物的方法，其包括: 提供苯胺和乙基苯胺的混合物；和 使所述苯胺和乙基苯胺的混合物與甲醛反應(yīng)，其中胺基與甲醛基的摩爾比率大于約2:1。
9.權(quán)利要求7所述的方法，其中胺基與甲醛基的摩爾比率為至少約3:1。
10.權(quán)利要求7所述的方法，其中胺基與甲醛基的摩爾比率為約4:1。
11.權(quán)利要求9所述的方法，其中在所提供的混合物中苯胺與乙基苯胺的摩爾比率為約 70:30。
12.權(quán)利要求7所述的方法，其中苯胺與乙基苯胺的摩爾比率為至少約50:50。
13.權(quán)利要求7所述的方法，其中在所提供的混合物中苯胺與乙基苯胺的摩爾比率為約 70:30。
14.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述苯胺和乙基苯胺在酸存在下與甲醛反應(yīng)。
15.權(quán)利要求13所述的方法，其中所述酸以水溶液存在。
16.權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包括，在所述反應(yīng)步驟后，從所述混合物中分離包含亞甲基二苯胺、單乙基亞甲基二苯胺和二乙基亞甲基二苯胺的液體組合物，所述液體組合物的粘度在40°C下低于約lOOOcps。
17.權(quán)利要求15所述的方法，其中所分離的液體組合物包含約10重量％至約25重量％的亞甲基二苯胺；約39重量％至約43重量％的單乙基亞甲基二苯胺；和約19重量％至約41重量％的 二乙基亞甲基二苯胺。
18.權(quán)利要求15所述的方法，其中所分離的液體組合物的粘度在40°C下在約300至約500cps的范圍內(nèi)。
19.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述反應(yīng)步驟在約90°C或更高的溫度下進(jìn)行。
20.制造制品的方法，其包括:提供根據(jù)權(quán)利要求1的組合物；提供環(huán)氧樹脂；將所述組合物和所述環(huán)氧樹脂混合以形成可固化的混合物；將所述可固化的混合物施用至制品；和固化所述可固化的混合物。
21.權(quán)利要求19所述的方法，其中所述施用和固化步驟形成復(fù)合材料。
【文檔編號】C08G59/50GK103732648SQ201280039255
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月12日
【發(fā)明者】G·S·拉爾, K·E·米尼馳, P·G·帕特爾, G·A·維達(dá)吉, G·C·勞 申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司