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TWI426091B - 用於固化環氧化物之觸媒 - Google Patents

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TWI426091B
TWI426091B TW97122347A TW97122347A TWI426091B TW I426091 B TWI426091 B TW I426091B TW 97122347 A TW97122347 A TW 97122347A TW 97122347 A TW97122347 A TW 97122347A TW I426091 B TWI426091 B TW I426091B
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Lars Wittenbecher
Georg Degen
Michael Henningsen
Matthias Maase
Manfred Doering
Ulrich Arnold
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Basf Se
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Description

用於固化環氧化物之觸媒
本發明係關於式I之1,3－經取代之咪唑鎓鹽的用途， 其中R1及R3互相獨立地為具有1至20個C原子之有機基團，R2、R4及R5互相獨立地為H原子或具有1至20個C原子之有機基團，R4及R5亦可能共同形成脂族或芳族環，X為磷含氧酸之陰離子，且n為1、2或3，其係用作用於固化包含環氧化合物之組合物之潛含性觸媒。
環氧化合物係用於製造塗料，用作黏著劑，用於製造成形物品及用於許多其他目的。在此等應用中，其一般在加工期間以液體形式(呈於合適溶劑中之溶液形式或呈液體、100%無溶劑系統形式)存在。環氧化合物一般具低分子質量。在使用之情況下，將其固化。對於固化已知有各種可能性。自具有至少兩個環氧基之環氧化合物起始，有可能以分別具有至少兩個胺基或至少一個酸酐基團之胺基 化合物或酸酐化合物以經由加成聚合反應(擴鏈)進行固化。高反應性之胺基化合物或酸酐化合物一般直至所需固化之前不久才添加。因此所述系統被稱為兩組份(2K)系統。
另外，有可能將觸媒用於環氧化合物之均聚合或共聚合。已知觸媒包括僅於高溫下具活性之觸媒(潛含性觸媒)。此種潛含性觸媒具有允許單組份(1K)系統之優點；換言之，環氧化合物可包含潛含性觸媒而無任何不需要之過早固化。
商業可得之潛含性觸媒包括(尤其)三氟化硼與胺之加成物(BF3 －單乙胺)、第四鏻化合物及氰脈(DICY)。
Journal of Polymer Science：polymer Letters Edition，第21卷，633－638(1983)描述1,3－二烷基咪唑鎓鹽用於此目的之用途。其於175℃以上分解釋放1－烷基咪唑，接著導致固化。陽離子之結構已發生變化，且鹵離子(氯離子及碘離子)已用作陰離子。
DE－A 2416408揭示咪唑鎓硼酸鹽，諸如咪唑鎓四苯基硼酸鹽或咪唑鎓四正丁基硼酸鹽。
US 3 635 894描述具有選自氯離子、溴離子及碘離子的陰離子之1,3－二烷基咪唑鎓鹽作為用於環氧化合物之潛含性觸媒。
Kowalczyk及Spychaj,Polimery(Warsaw,Poland)(2003),48(11/12),833－835描述1－丁基－3－甲基咪唑鎓四氟硼酸鹽作為用於環氧化合物之潛含性觸媒之用途。該觸媒之活性直 至190℃才開始。
Sun,Zhang及Wong,Journal of Adhesion Science and Technology(2004),18(1),109－121揭示1－乙基－3－甲基咪唑鎓六氟磷酸鹽作為潛含性觸媒之用途。活性僅於196℃下開始。
JP 2004217859使用咪唑鎓四烷基硼酸鹽或咪唑鎓二烷基二硫基胺基甲酸鹽。活化係藉由暴露於高能光而進行。
EP 0 458 502揭示許多用於環氧化合物之極其不同之觸媒。該清單中包括1－乙基－2,3－二甲基咪唑鎓乙酸鹽(在式I中，R1＝乙基，R2＝甲基，且R3＝甲基)及1－乙基－2,3－二甲基－咪唑鎓乙酸鹽－乙酸複合物。
合適之潛含性觸媒應易於與環氧化合物混溶。混合物應於室溫下在標準儲存條件下保持穩定達儘可能長之時間，以致其適合作為可儲存之1K系統。然而，在使用之情況下，固化所需之溫度不應太高，且尤其應合適地低於200℃。較低固化溫度允許節省能源成本且避免不需要之二次反應。儘管固化溫度較低，但應儘可能使固化系統之機械及效能特性不被減弱。希望此等特性(實例為硬度、可撓性、結合強度等)應至少為良好且若有可能為更好。
因此，本發明之一目的為符合上述要求之作為潛含性觸媒之咪唑鎓鹽及此等咪唑鎓鹽與環氧化合物之混合物。
因此，已發現式I之潛含性觸媒之上文定義的用途及包含該等潛在觸媒之組合物。
咪唑鎓鹽 本發明使用式I之1,3－經取代之咪唑鎓鹽， 其中R1及R3互相獨立地為具有1至20個C原子之有機基團，R2、R4及R5互相獨立地為H原子或具有1至20個C原子、尤其1至10個C原子之有機基團，R4及R5亦可能共同形成脂族或芳族環，X為磷含氧酸之陰離子，且n為1、2或3，R1及R3較佳互相獨立地為具有1至10個C原子之有機基團。該有機基團亦可進一步包含雜原子、更尤其氧原子、較佳羥基、醚基、酯基或羰基。
詳言之，R1及R3互相獨立地為烴基，除碳及氫外，該烴基至多可進一步包含羥基、醚基、酯基或羰基。
R1及R3較佳互相獨立地為具有1至20個C原子、更尤其具有1至10個C原子之烴基，其不包含其他雜原子，例如氧或氮。該烴基可為脂族基(在此情況下，亦包括不飽和脂族基)或芳族基，或可包含芳族基與脂族基。
可提及之烴基之實例包括苯基、苄基、經一或多個C1至 C4烷基取代之苯基或苄基、或烷基及烯基、更尤其烯丙基。
R1及R3尤其較佳互相獨立地為C1至C10烷基、烯丙基或苄基。尤其較佳之烷基為C1至C6烷基，且在一特定實施例中，該烷基為C1至C4烷基。
R1及R3極其較佳互相獨立地為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基或第三丁基、烯丙基或苄基，尤其重要的為甲基、乙基、正丙基及正丁基。
在一特定實施例中，R1及R3為甲基，R1及R3為乙基，R1為甲基且R3為乙基，R1為甲基且R3為正丙基，R1為甲基且R3為正丁基，R1為甲基且R3為烯丙基，R1為乙基且R3為烯丙基，R1為甲基且R3為苄基，R1為乙基且R3為苄基。
R2、R4及R5互相獨立地為H原子或具有1至20個C原子之有機基團，R4及R5亦可能共同形成脂族或芳族環。除碳及氫外，該有機基團亦可包含諸如氮或氧之雜原子；其較佳可包含氧，更尤其呈羥基、酯基、醚基或羰基之形式。
更特定而言，R2、R4及R5互相獨立地為H原子或烴基，除碳及氫外，該烴基至多可進一步包含羥基、醚基、酯基 或羰基。
R2、R4及R5較佳互相獨立地為氫原子或具有1至20個C原子、更尤其具有1至10個C原子之烴基，其不包含其他雜原子，例如氧或氮。該烴基可為脂族基(在此情況下，亦包括不飽和脂族基)或芳族基，或可包含芳族基與脂族基，在此情況下，R4及R5亦可形成芳族或脂族烴環，若適當其可經其他芳族或脂族烴基取代(未經取代之烴環或包括取代基之經取代之烴環的C原子數目在此情況下較佳可不多於40個，尤其不多於20個，尤其較佳不多於15個，或不多於10個)。
可提及之烴基之實例包括苯基、苄基、經一或多個C1至C4烷基取代之苯基或苄基、或烷基、烯基及(若R4及R5形成環)由R4及R5形成之芳族5或6員環、或環己烯基或環戊烯基，尤其此等環系統可能經一或多個C1至C10、更尤其C1至C4烷基取代。
R2、R4及R5尤其較佳互相獨立地為H原子、C1至C8烷基、諸如烯丙基之C1－C8烯基、或苯基或苄基。
R2、R4及R5極其較佳互相獨立地為H原子或甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基或第三丁基，尤其重要的為甲基、乙基、正丙基及正丁基。
在一特定實施例中，R2獨立於其他基團R4及R5及剩餘基團R1及R3而為H原子。R2為H原子之式I之咪唑鎓鹽尤其有利於本發明之情況：其於環氧化合物中具有良好溶解性且具有作為潛含性觸媒之高活性。
在一特定實施例中，R2、R4及R5為H原子，R2為H原子或C1至C4烷基且R4及R5各自為H原子或C1至C4烷基。
可提及之式I化合物之陽離子的特定例子包括下列各物：1－丁基－3－甲基咪唑鎓(R1＝丁基，R3＝甲基)；1－丁基－3－乙基咪唑鎓(R1＝丁基，R3＝乙基)；1,3－二甲基咪唑鎓(R1＝甲基，R3＝甲基)；1－乙基－3－甲基咪唑鎓(R1＝乙基，R3＝甲基)；1－乙基－2,3－二甲基咪唑鎓(R1＝乙基，R2＝甲基，R3＝甲基)。
在式I中，n為1、2或3；相應地，陰離子具有一個、兩個或三個負電荷且因此在該鹽中存在一個、兩個或三個咪唑鎓陽離子。
n較佳為1或2，n更佳為1；因此，陰離子尤其較佳為單價。
X為磷含氧酸之陰離子。
X可為純無機陰離子，例如次磷酸根(PH2 O2 )－ 、亞磷酸根(PHO3 )2－ 或磷酸根(PO4 )3－ ，或可為藉由自上述陰離子之相應酸除去水所形成之二聚或寡聚化合物，諸如偏亞磷酸根或偏磷酸根。
X亦可包含至少一個有機基團，諸如具有1至20個C原子、尤其具有1至10個C原子、更佳具有1至4個C原子之有 機基團。該有機基團較佳藉由氧原子連接至磷原子；除此氧原子外，該有機基團亦可包含其他雜原子，實例為其他氧原子，較佳以羥基、醚基、酯基或羰基之形式。在一特定實施例中，該有機基團為無其他雜原子之烴基。合適之烴基包括脂族或芳族基；尤其較佳為脂族基，且該等基團尤其為烷基。
尤其較佳之有機基團為C1至C20烷基，極其較佳者為C1至C10烷基，且更尤其為C1至C4烷基。
較佳地，X包含一或兩個、更佳兩個有機基團。
包含至少一個、較佳兩個有機基團之磷含氧酸之陰離子對於相應磷含氧酸之酯為可達的。然而，在此等酯中，並非所有酸性基團均經酯化；仍有至少一個未經酯化之酸性基團，其經由解離形成陰離子。因此，合適之該等陰離子為單烷基亞磷酸根(負電荷，亦即n＝1)、單烷基磷酸根(n＝2)或二烷基磷酸根(n＝1)，以及(若適當)其藉由自上述陰離子之相應酸除去水所形成之二聚或寡聚化合物。
X更尤其較佳包含二烷基磷酸根，實例為二甲基磷酸根、二乙基磷酸根、二丙基磷酸根或二丁基磷酸根；詳言之，X為二甲基磷酸根或二乙基磷酸根。
式I之咪唑鎓鹽為商業可得的，例如得自BASF、Sigma Aldrich或Merck公司。需要時，該等可得鹽之陰離子可容易地經由離子交換由其他陰離子置換。
環氧化合物 可固化組合物包含環氧化合物。尤其合適之環氧化合物 為具有1至10個環氧基、較佳具有至少2個環氧基之彼等環氧化合物。
該可固化組合物尤其較佳包含具有2至6個、極佳具有2至4個且尤其具有2個環氧基之環氧化合物。
環氧基尤其為在醇基與表氯醇之反應中形成之種類的縮水甘油醚基團。
環氧化合物可為低分子質量化合物，一般而言其具有小於1000 g/mol之平均莫耳重量Mn，或為較高分子質量之化合物(聚合物)。其可為包括環脂族化合物之脂族化合物或含有芳族基之化合物。
詳言之，環氧化合物為具有兩個芳族或脂族6員環之化合物或其寡聚物。
在此項技術中有意義的為可藉由使表氯醇與具有至少兩個反應性H原子之化合物、更尤其與多元醇反應而獲得之環氧化合物。
在此項技術中具有特定意義的為可藉由使表氯醇與包含至少兩個、較佳兩個羥基及兩個芳族或脂族6員環之化合物反應而獲得之環氧化合物；該等化合物包括(尤其)雙酚A及雙酚F以及氫化雙酚A及雙酚F。
亦合適者為表氯醇與其他酚，諸如與甲酚或酚－醛加成物，諸如酚－甲醛樹脂，更尤其清漆型酚醛樹脂之反應產物。
當然，亦合適者為其環氧化合物不衍生自表氯醇之環氧化合物。合適之實例包括以下環氧化合物：包含經由與 (甲基)丙烯酸縮水甘油酯反應，例如與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯自由基共聚合產生之環氧基者。就此而言，亦可提及來自Dow之ERL－4221(CAS號2386－87－0)：
適合於組合物之用途之環氧化合物更尤其為於20℃至100℃之加工溫度、更佳於20℃至40℃下、極佳於20℃下為液體之彼等環氧化合物。
組合物之其他成份 本發明之組合物除潛含性觸媒及環氧化合物外還可包含其他成份。
該組合物係適合於1 K系統或作為2 K系統之可儲存組份。
在2 K系統之情況下，僅在使用之前不久添加第二高反應性組份；添加該等第二組份後，所得混合物不再具有儲存穩定性，因為交聯反應或固化開始且導致黏度增加。
1 K系統已包含所有必需成份，且儲存時穩定。
除非另外特別規定，否則以下關於組合物之評論適於1 K系統與2 K系統。
除環氧化合物外，組合物還可包含其他反應性或非反應性成份。
合適之實例包括酚系樹脂；此處酚系樹脂為酚或酚之衍 生物(例如，鄰甲酚、間甲酚或對甲酚)與醛或酮(更尤其甲醛)之縮合產物。尤其合適之酚系樹脂為可溶酚醛樹脂且更尤其為所謂之清漆型酚醛樹脂，其為可藉由酚或甲酚與甲醛、更尤其與莫耳過量之酚進行酸性縮合而獲得之酚系樹脂。清漆型酚醛樹脂較佳可溶於醇或丙酮中。
亦合適的為酸酐交聯劑，諸如鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、4－甲基四氫鄰苯二甲酸酐、3－甲基四氫鄰苯二甲酸酐、4－甲基六氫鄰苯二甲酸酐或3－甲基六氫鄰苯二甲酸酐。
酚系樹脂及酸酐固化劑以加成聚合之形式與環氧化合物交聯。此加成聚合反應，同樣更特定而言環氧化合物與酚系樹脂之加成聚合反應係藉由式I之咪唑鎓鹽加速。
因此，本發明之尤其合適之組合物亦包括除式I之咪唑鎓鹽及環氧化合物外還包含至少一種酚系樹脂、較佳清漆型酚醛樹脂之彼等組合物。
非反應性成份包括不參與任何進一步交聯反應之樹脂以及無機填充劑或顏料。
組合物亦可包含溶劑。若適當，則有機溶劑為適合的，以設置所需黏度。
在一較佳實施例中，組合物包含較少量(每100重量份之環氧化合物小於20重量份、更尤其小於10重量份或小於5重量份)之溶劑(若存在)，且尤其較佳不包含溶劑(100%系統)。
較佳組合物包含至少30重量%、較佳至少50重量%、極佳至少70重量%之環氧化合物(除任何所用溶劑外)。
式I之咪唑鎓鹽之量較佳為每100重量份之環氧化合物0，01重量份至10重量份，更佳為每100重量份之環氧化合物至少0.1重量份、尤其至少0.5重量份且極佳至少1重量份；該量較佳為每100重量份之環氧化合物不高於8重量份，尤其不高於6重量份，且該量尤其亦可例如為每100重量份之環氧化合物1重量份至6重量份或3重量份至5重量份。
除式I之咪唑鎓鹽外，組合物當然亦可包含至今已知之其他潛含性觸媒，實例為三氟化硼與胺之加成物(BF3 －單乙胺)、第四鏻化合物或氰脈(DICY)。作為固化劑之含氮組份意謂芳族及脂族多元胺，諸如N－胺基乙基哌嗪、聚乙烯胺，更尤其為芳族及脂族二胺，諸如異佛酮二胺、甲苯二胺、二甲苯二胺，更尤其為間二甲苯二胺、4,4'－亞甲基二苯胺、乙二胺、1,2－丙二胺、1,3－丙二胺、哌嗪、4,4'－二胺基二環己基甲烷、3,3'－二甲基－4,4'－二胺基－二環己基甲烷、新戊二胺、2,2'－氧基雙(乙基胺)、己二胺、辛二胺、1,12－二胺基十二烷、1,10－二胺基癸烷、降冰片烷二胺(norbornanediamine)、薄荷烷二胺(menthenediamine)、1,2－二胺基環己烷、1,3－雙(胺基甲基)環己烷、1－甲基－2,4－二胺基環己烷、聚醚胺(諸如基於氧化乙烯、氧化丁烯、氧化戊烯或此等氧化烯與氧化丙烯之混合物及氨之胺)、4,7,10－三氧雜十三烷－1,3－二胺、4,7,10－三氧雜－1,13－十三 烷二胺、來自Huntsman之XTJ－568、1,8－二胺基－3,6－二氧雜辛烷(來自Huntsman之XTJ 504)、1,10－二胺基－4,7－二氧雜癸烷(來自Huntsman之XTJ 590)、4,9－二氧雜十二烷－1,12－二胺(來自BASF)、4,7,10－三氧雜十三烷－1,3－二胺(來自BASF)、來自Huntsman之XTJ 566、基於氨、氧化丙烯及氧化乙烯之聚醚胺(諸如來自Huntsman之XTJ 500、XTJ 501、XTJ 511)、基於聚(1,4－丁二醇)及/或聚(THF)、氧化丙烯及氨之聚醚胺(來自Huntsman之XTJ 542、XTJ 559)、聚醚胺T 403、聚醚胺T 5000，例外的為二乙三胺、三乙四胺及基於氧化丙烯及氨之聚醚胺。
其他含氮組份之所選實例為經取代之咪唑，諸如1－甲基咪唑、2－苯基咪唑、1－氰基乙基咪唑；咪唑啉，諸如2－苯基咪唑啉；第三胺，諸如N,N－二甲基苄胺；DMP 30(2,4,6－參(二甲基胺基甲基)酚)；DABCO(1,4－二氮雜雙環[2.2.2]辛烷)；酮亞胺，諸如Epi－Cure 3502；聚醯胺基胺，諸如來自Cognis之Versamid140；烏隆(uron)，諸如3－(4－氯苯基)－1,1－二甲基脲(滅草隆(monuron))、3－(3,4－二氯苯基)－1,1－二甲基脲(敵草隆(diuron))、3－苯基－1,1－二甲基脲(非草隆(fenuron))、3－(3－氯－4－甲基苯基)－1,1－二甲基脲(綠麥隆(chlorotoluron))、甲苯基－2,4－雙(N,N－二甲基碳醯胺)、Amicure UR2T(Air Products)；四烷基脈，諸如N,N,N',N'－四甲基脈；DICY與胺之反應產物；所謂雙脈，諸如來自Vantico之HT 2844。
組合物較佳於20℃至100℃之加工溫度下、更佳於20℃至 40℃下、極佳於20℃下為液體。
以於21℃及1巴下無潛含性催化劑之組合物之黏度計，於高達50℃之溫度下經過10小時之時間、尤其100小時後(自添加潛含性觸媒開始)總組合物的黏度增加小於20%、更佳小於10%、極佳小於5%、更尤其小於2%。
上述組合物適合作為1 K系統。
其亦適合作為2 K系統之可儲存組份。
在2 K系統之情況下，僅在使用之前添加諸如習知高反應性胺固化劑或反應性酸酐固化劑之高反應性組份；之後，固化開始且黏度增加係明顯可見。
合適之實例包括反應性多元胺或聚酸酐，其通常用作2 K系統中用於環氧化合物之交聯劑。已知胺交聯劑尤其為脂族多元胺，諸如二乙三胺、三乙四胺或基於氧化丙烯及氨之胺(聚醚胺，諸如D 230、D 2000、D 400)。
固化及用途 包含式I之咪唑鎓鹽之組合物儲存時穩定。式I之咪唑鎓鹽易溶於環氧化合物及本發明之組合物中。式I之咪唑鎓鹽在該等組合物中具有作為潛含性觸媒之活性。其在環氧化合物之聚合或交聯中之效率極好。
於低於40℃、更尤其低於30℃之典型儲存溫度下，觀察到組合物之黏度增加極少或無增加。因此，組合物適合作為1 K系統。1 K系統在其使用前不需要添加第二組份來引起固化或交聯。
當然，組合物亦適合作為2 K系統之可儲存組份(參見上 文)。
作為1 K系統或作為2 K系統之組合物之固化可於低於用迄今已知之潛含性咪唑鎓觸媒可行之溫度下進行。固化可於大氣壓力下且於低於250℃之溫度下、尤其於低於200℃之溫度下、較佳於低於175℃之溫度下、更佳於低於150℃之溫度下且極佳於低於125℃且甚至低於100℃之溫度下進行。固化亦可能於低於80℃之溫度下進行。固化尤其可在40℃至175℃、更尤其60℃至150℃或60℃至125℃之溫度範圍內進行。
本發明之組合物適合用作塗料或浸漬組合物，用作黏著劑、複合材料，用於製造成形物品，或用作用於包埋、連接或凝固成型物品之澆鑄化合物。此評論及以下評論適於1 K系統與2 K系統；對於所有所述應用之較佳系統為1 K系統。
塗料組合物之實例包括油漆及清漆。使用本發明之組合物(1 K或2 K)有可能尤其於由(例如)以金屬、塑膠或基於木材之材料製造之任何所需基板上獲得抗刮保護塗層。組合物亦適合作為電子應用中之絕緣塗層，諸如用於例如電線及電纜之絕緣塗層。亦可提及其用於製造光阻劑之用途。其尤其亦適合作為整修塗覆材料，包括例如與管之翻新而不使其解體(現場固化內襯工法(curing in place pipe，CIPP)復原)有關。其另外適合於地板之密封。
黏著劑包括1 K或2 K結構黏著劑。結構黏著劑係用來使成形部件永久地互相連接。該等成形部件可由任何所需材 料製成：合適之材料包括塑膠、金屬、木材、皮革、陶瓷等。所述黏著劑亦可為熱熔性黏著劑，其為流體且僅可於相對高之溫度下進行加工。其亦可為地板黏著劑。組合物亦適合作為用於尤其藉由SMT方法(表面安裝技術)製造印刷電路板(電子電路)之黏著劑。
在複合物中，諸如塑膠及增強材料(纖維、碳纖維)之不同材料互相連接。
組合物例如係適合於製造例如預浸體之預浸漬纖維，且其進一步加工成複合物。
複合物之製造方法包括在儲存後固化預浸漬纖維或編織纖維織物(例如，預浸體)，或擠壓、拉製、捲繞及稱為樹脂浸漬技術(RI)之樹脂轉注成形(RTM)。
尤其可用本發明之組合物浸漬纖維，且之後於較高溫度下固化。在浸漬及任何後續儲存期之過程中，固化未開始或僅為極少。
利用組合物作為用於包埋、連接或凝固成形物品之澆鑄化合物，例如在電子學應用中。其適合作為覆晶底部填充劑或作為用於灌注、澆鑄及(圓頂)封裝之電澆鑄樹脂。
 實例
起始物質 所用之環氧化合物為以名稱NPEL 127H作為商業產品得自Nan Ya之雙酚A之二縮水甘油醚(縮寫為DGEBA)。
所研究之組合物 在各種情況下，將5重量份之咪唑鎓鹽或咪唑鎓鹽之混合物與100重量份之環氧化合物混合。表1列出組合物及結果。在1x 及1xx 之情況下，亦測試具有其他成份之混合物(參見表2下方之腳註)。
量測方法 經由差示掃描熱量測定(DSC)研究固化之開始及過程。基於此目的，將5毫克至15毫克之組合物於DSC熱量計(DSC 822，Mettler Toledo)中以10℃/min之恆定速率加熱。
所測定之參數為To(放熱聚合反應之開始，開始溫度)、Tmax(放熱峰之溫度最大值，對應於反應之最大加速)及ΔH(DSC曲線之積分，對應於自聚合反應放出之熱量之總量)。
另外經由DSC如下量測固化、完全反應之樣品之玻璃轉移溫度(Tg)：將20 g未固化之組合物以3 mm至4 mm之薄膜厚度引入鋁舟皿中且於160℃下固化1小時，接著於180℃下再固化3小時且最後於200℃下再固化1小時。藉由DSC量測以30℃/min之加熱速率測定固化樣品之Tg作為來自三個獨立量測之平均值。
藉由量測相對黏度檢驗儲存穩定性(適用期)(GELNORM－RVN黏度計)。於不同溫度(25℃、80℃、100℃及120℃)下，量測時間，以天(d)或分鐘(min)表示。所報導之時間為之後混合物仍然可澆注之時間。
1x 所測試之混合物亦包含酸酐固化劑MHHPA(甲基六氫鄰苯二甲酸酐)，環氧化物：酸酐之莫耳比率：1：0.9，每100重量份之環氧化物1重量份之咪唑鎓鹽固化條件：於100℃下固化3小時及於150℃下固化2小時1xx 所測試之混合物亦包含來自Hexion specialty GmbH之清漆型酚醛樹脂PHS 6000 IZ04。 環氧化物：羥基之莫耳比率：1：0.9，每100重量份之環氧化物＋清漆型酚醛樹脂1重量份之咪唑鎓鹽固化條件：於140℃下固化2小時及於100℃下固化2小時

Claims (25)

  1. 一種式I之1,3-經取代之咪唑鎓鹽的用途， 其中R1及R3互相獨立地為C1至C10烷基、烯丙基或苄基，R2、R4及R5互相獨立地為H原子或C1至C8烷基、C1至C8烯基、苯基或苄基，R4及R5亦可能共同形成脂族或芳族環，X為選自如下群組之磷含氧酸之陰離子：次磷酸根、亞磷酸根、偏亞磷酸根、偏磷酸根、單烷基亞磷酸根、單烷基磷酸根、二烷基磷酸根及其藉由自相應酸除去水所形成之二聚或寡聚化合物，其中該單烷基亞磷酸根、單烷基磷酸根及二烷基磷酸根具有1至20個C原子，且n為1、2或3，其係用作用於固化包含環氧化合物之組合物之潛伏觸媒。
  2. 如請求項1之用途，其中R1及R3互相獨立地為甲基、乙基、正丙基或正丁基。
  3. 如請求項1之用途，其中R2、R4及R5互相獨立地為H原子或C1至C8烷基、烯丙基、苯基或苄基。
  4. 如請求項1之用途，其中R2、R4及R5互相獨立地為H原 子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基或第三丁基。
  5. 如請求項1至4中任一項之用途，其中R2為H原子。
  6. 如請求項1至4中任一項之用途，其中該陰離子X包含至少一個具有1至20個C原子之有機基團。
  7. 如請求項1至4中任一項之用途，其中該陰離子X為二烷基磷酸根。
  8. 如請求項1至4中任一項之用途，其中n為1。
  9. 如請求項1至4中任一項之用途，其中該組合物包含具有至少2個環氧基之環氧化合物。
  10. 如請求項1至4中任一項之用途，其中該組合物包含平均具有2個環氧基之環氧化合物。
  11. 如請求項1至4中任一項之用途，其中該組合物包含可藉由使表氯醇與醇反應而獲得之環氧化合物。
  12. 如請求項1至4中任一項之用途，其中除水及有機溶劑外，該組合物還包含至少30重量%之環氧化合物。
  13. 如請求項12之用途，其中環氧化合物之含量為至少50重量%之環氧化合物。
  14. 如請求項1至4中任一項之用途，其中該組合物進一步包含其他成份。
  15. 如請求項14之用途，其中該其他成分為酸酐固化劑或酚系樹脂。
  16. 如請求項14之用途，其中該其他成分為清漆型酚醛樹脂。
  17. 如請求項1至4中任一項之用途，其中該潛伏觸媒之量為每100重量份之環氧化合物0.01重量份至10重量份。
  18. 一種可固化組合物，其包含環氧化合物及作為潛伏觸媒之如請求項1之式I的1,3-經取代之咪唑鎓鹽。
  19. 如請求項18之可固化組合物，其包含DICY及/或胺交聯劑。
  20. 如請求項18及19中任一項之可固化組合物，其包含作為固化劑之含氮組份。
  21. 如請求項20之可固化組合物，其包含DICY於該等咪唑鎓鹽中之混合物，其於室溫下為均質的且為液體。
  22. 如請求項18及19中任一項之可固化組合物，除水及有機溶劑外，其還包含至少30重量%之環氧化合物。
  23. 一種固化如請求項18及21中任一項之組合物之方法，其中該固化於低於200℃之溫度下進行。
  24. 一種如請求項18及21中任一項之可固化組合物的用途，其係用作塗料或浸漬組合物、用作黏著劑、用於複合材料中、用於製造成形物品或用作用於包埋、連接或凝固成形物品之澆鑄化合物。
  25. 一種如請求項18至21中任一項之可固化組合物的用途，其係用於藉由固化預浸漬纖維或編織纖維織物或藉由擠壓、拉製、捲繞、樹脂轉注成形或樹脂浸漬技術來製造複合材料。
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