本文公開的是含環(huán)氧化物的化合物，其包括由橋連原子連接的三個(gè)苯單元；包括所述含環(huán)氧化物的化合物的可固化環(huán)氧樹脂制劑的生產(chǎn)；以及化合物到復(fù)合材料中的可能的并入。

背景技術(shù)：

1、對(duì)于纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，在微尺度上纖維與周圍基質(zhì)之間的載荷傳遞的效率直接影響復(fù)合材料在連續(xù)體水平下的整體力學(xué)性能。顯著受纖維存在影響的基質(zhì)區(qū)域(有時(shí)稱為“相間”區(qū)域)是直接圍繞纖維的基質(zhì)的界面區(qū)域。在復(fù)合材料中，正是該相間區(qū)域經(jīng)歷了由于纖維與周圍基質(zhì)之間的彈性勁度不匹配引起的高剪切應(yīng)變。

2、雖然已經(jīng)開發(fā)了各種樹脂基質(zhì)制劑以使聚合物樹脂的扭曲能力最大化，但是表現(xiàn)出更高性能潛力的制劑仍具有限制，諸如有限的流體阻力和低于期望的預(yù)浸漬復(fù)合材料(預(yù)浸料)處理特性，諸如粘性和/或預(yù)浸料處理壽命不足。通過(guò)改性形成基質(zhì)的整體聚合物樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)(chemistry)可以部分地解決這些問(wèn)題。然而，這些改性需要開發(fā)專用單體或添加劑，這可能增加生產(chǎn)成本。而且，雖然這些專用制劑和添加劑可以改善基質(zhì)樹脂的流體阻力，但它們可能降低復(fù)合材料的其它性能。

3、環(huán)氧化物可能通過(guò)膨脹和/或扭曲變形而變形。與依賴于膨脹變形的材料相比，主要響應(yīng)扭曲變形而不是膨脹變形的材料傾向于顯示高強(qiáng)度和改進(jìn)的性能。在本文中，本發(fā)明人進(jìn)行了廣泛的研究和開發(fā)以識(shí)別顯示增強(qiáng)的扭曲變形同時(shí)顯示出適當(dāng)?shù)幕|(zhì)模量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)和環(huán)境抗性特性的環(huán)氧樹脂的替代類型。

4、環(huán)氧樹脂是一種多功能材料，其可與纖維結(jié)合生產(chǎn)各種復(fù)合材料，包括一系列預(yù)浸料組合物。

5、對(duì)于包括環(huán)氧樹脂和纖維的復(fù)合材料，纖維的角度影響扭曲變形與膨脹變形的分布。因此，選擇并入的纖維的角度以便吸收機(jī)械能并產(chǎn)生扭曲變形而不是膨脹變形的環(huán)境。當(dāng)角度接近平行于主要載荷方向時(shí)，變形的模式以膨脹變形的形式減小并且以扭曲變形的形式增加。找到纖維的最佳角度允許增加這些復(fù)合材料中纖維所承載的載荷。

6、雖然在各種環(huán)氧化物中的膨脹變形特性通常是相似的，但環(huán)氧化物的組分內(nèi)的分子內(nèi)扭轉(zhuǎn)構(gòu)象排列意味著對(duì)于各種環(huán)氧樹脂扭曲變形性質(zhì)可明顯不同。

7、因?yàn)榕で冃瓮ǔＪ莾?yōu)選的，所以挑戰(zhàn)是識(shí)別擁有最佳扭曲屬性的材料，同時(shí)將所述扭曲屬性與材料的特性諸如tg和勁度進(jìn)行平衡。

8、因此，需要開發(fā)和識(shí)別環(huán)氧樹脂的替代類型，其顯示增強(qiáng)的扭曲行為，同時(shí)保持高性能性質(zhì)。然后可以將扭曲的環(huán)氧樹脂與纖維結(jié)合以產(chǎn)生復(fù)合材料，該復(fù)合材料吸收機(jī)械能并將該能量作為熱量消散，防止?jié)撛诘呐蛎浟芽p并允許纖維承載的載荷增加。

9、對(duì)本說(shuō)明書中包括的文件、行為、材料、裝置、物品等的任何討論不應(yīng)被視為承認(rèn)任何或所有這些事項(xiàng)構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)的一部分或者是在本申請(qǐng)的每個(gè)權(quán)利要求的優(yōu)先權(quán)日之前存在的與本公開相關(guān)領(lǐng)域的公知常識(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一個(gè)方面，本文公開的是式1或式2的化合物：

2、

3、其中：

4、每個(gè)x1是相同的并且選自o和c(o)；

5、每個(gè)x2是相同的并且選自c(o)；和

6、每個(gè)r1是氫并且每個(gè)r2選自環(huán)氧化物基團(tuán)，或每個(gè)r2是氫并且每個(gè)r1選自環(huán)氧化物基團(tuán)。

7、在一個(gè)實(shí)例中，環(huán)氧化物基團(tuán)選自：

8、在另一實(shí)例中：

9、(a)當(dāng)x1是o時(shí)，環(huán)氧化物基團(tuán)是

10、(b)當(dāng)x1是c(o)時(shí)，環(huán)氧化物基團(tuán)是和

11、(c)當(dāng)x2是c(o)時(shí)，或者：

12、(i)r2是h和r1是或者

13、(ii)r1是h和r2是

14、在另一方面，本文公開的是包括如本文限定的含環(huán)氧化物的化合物和固化劑的可固化環(huán)氧樹脂制劑。

15、在另一方面，本文公開的是包括環(huán)氧樹脂和固化劑的可固化環(huán)氧樹脂制劑，其中：

16、該環(huán)氧樹脂包括式3的化合物：

17、

18、其中

19、每個(gè)x是相同的并且選自o、ch2和c(o)；

20、每個(gè)r是相同的并且是環(huán)氧化物基團(tuán)；和

21、該固化劑包括式4的雙胺固化劑：

22、

23、其中每個(gè)y是相同的并且選自o、ch2和c(o)。

24、在一個(gè)實(shí)例中，環(huán)氧化物基團(tuán)選自：

25、在另一實(shí)例中，每個(gè)r是相同的并且是環(huán)氧化物基團(tuán)，該環(huán)氧化物基團(tuán)選自：并且任選地，當(dāng)r是和x是ch2時(shí)，ch2基團(tuán)相對(duì)彼此在間位。

26、在另一方面，本文公開的是浸漬的纖維增強(qiáng)的材料，其包括浸漬有本文限定的可固化環(huán)氧樹脂制劑的纖維。

27、在另一方面，本文公開的是復(fù)合材料，其包括固化的環(huán)氧樹脂的基質(zhì)中的纖維狀材料，其中固化的環(huán)氧樹脂由本文限定的可固化環(huán)氧樹脂制劑形成。

28、在另一方面，本文公開的是形成浸漬的纖維增強(qiáng)的材料，該方法包括以下步驟；

29、a)提供：

30、(i)本文限定的可固化環(huán)氧樹脂制劑；和

31、(ii)纖維狀材料；和

32、b)使步驟(a)(i)的樹脂制劑與步驟(a)(ii)的纖維狀材料結(jié)合，并使材料經(jīng)歷升高的溫度，

33、該升高的溫度能夠固化以形成浸漬的纖維增強(qiáng)的材料。

34、在另一方面，本文公開的是本文限定的化合物作為可固化環(huán)氧樹脂或在制備可固化環(huán)氧樹脂制劑中的用途。

35、在另一方面，本文公開的是制備式8的化合物的方法，其包括以下步驟：

36、i)在催化劑存在的情況下使式5的化合物與式6的化合物一起反應(yīng)，以形成式7的化合物，其中p是保護(hù)基團(tuán)，m是金屬和lg是離去基團(tuán)：

37、

38、ii)使式7的化合物與酸催化劑進(jìn)一步反應(yīng)，以形成式8的化合物；

39、

40、在另一方面，本文公開的是制備式10的化合物的方法，包括以下步驟：使式8的化合物與式9的鹵化環(huán)氧化合物反應(yīng)，以形成式10的化合物；

41、

42、在一個(gè)實(shí)例中，通過(guò)根據(jù)上面段落的方面的方法制備式8的化合物。

技術(shù)特征：

1.一種式1或式2的化合物：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中所述式1的化合物選自式1a的化合物：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中所述式1的化合物選自式1b的化合物：

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的化合物，其中每個(gè)x1是c(o)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中所述式2的化合物選自式2a的化合物：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中所述式2的化合物選自式2b的化合物：

7.一種可固化環(huán)氧樹脂制劑，其包括權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的化合物和固化劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可固化環(huán)氧樹脂制劑，其中所述固化劑是脂族胺、環(huán)脂族胺或芳香胺。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的可固化環(huán)氧樹脂制劑，其中所述固化劑是雙胺固化劑。

10.一種可固化環(huán)氧樹脂制劑，其包括環(huán)氧樹脂和固化劑，其中：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的名稱是環(huán)氧樹脂。本公開涉及含環(huán)氧化物的化合物，其包括由橋連基團(tuán)連接的三個(gè)苯單元。本公開還涉及包括所述含環(huán)氧化物的化合物的可固化環(huán)氧樹脂制劑的生產(chǎn)，以及其在復(fù)合材料諸如纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料中的可能的并入。還公開了配制如本文所描述的包括含環(huán)氧化物的化合物的可能的方法。

技術(shù)研發(fā)人員：R·J·瓦利,N·B·道,W·W·田,S·克瑞斯蒂森,S·圖科,J·韋杰斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：波音公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8