Compuesto de clatrato, catalizador de endurecimiento, composición para formar una resina endurecida, y resina endurecida.

Compuesto de clatrato que comprende por lo menos un compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) representada a continuación:

**Fórmula**

en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo, y un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) representada a continuación:**Fórmula**

en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo acilo C1 a 15 C20 que puede presentar un sustituyente, con la condición de que el compuesto de clatrato no sea ni [Co(5-nbdc)2-(imH)2]n ni [Cu3(5-nbdc)2(OH)2(imH)2]n, en los que 5-nbdcH2 representa ácido 5-nitro-1,3-bencenodicarboxílico e imH representa imidazol.

Compuesto de clatrato, catalizador de endurecimiento, composición para formar una resina endurecida, y resina endurecida.

Campo técnico La presente invención se refiere a un nuevo compuesto de clatrato, a un catalizador de endurecimiento que contiene el compuesto de clatrato, a una composición para formar una resina endurecida que utiliza el catalizador de endurecimiento, a un procedimiento de producción de una resina endurecida que utiliza la composición para formar una resina endurecida y a una resina endurecida obtenida utilizando el método de producción.

Antecedentes de la técnica Las resinas epoxi presentan excelentes propiedades mecánicas y térmicas y por lo tanto se utilizan ampliamente en muchos campos. Típicamente se utiliza un imidazol como catalizador de endurecimiento para endurecer estas resinas epoxi, aunque en los líquidos mixtos de resina epoxi-imidazol, el inicio del endurecimiento tiende a ser muy rápido, lo que crea un problema en el sentido de que la estabilidad en un solo reactor es muy escasa.

De acuerdo con lo anteriormente expuesto, a modo de agente de endurecimiento alternativo, se ha propuesto la utilización de una sal de adición de ácido de un imidazol obtenida mediante la adición de un ácido hidroxibenzoico a un imidazol (ver el documento de patente nº 1) , la utilización de un clatrato de un compuesto tetracisfenol (tal como 1, 1, 2, 2-tetracis (4-hidroxifenil) etano (en adelante abreviado como “TEP”) y un imidazol (ver el documento de patente nº 2) y la utilización de clatrato de imidazol de ácido isoftálico (ver el documento de patente nº 3) . Estas sales de adición de ácido de un imidazol y clatratos proporcionan un cierto nivel de efecto, pero se ha buscado intensamente desarrollar catalizadores adicionales que presenten una funcionalidad similar o superior.

Documento de patente nº 1:

Solicitud examinada de patente japonesa, segunda publicación nº Hei 04-2638

Documento de patente nº 2:

Solicitud no examinada de patente japonesa, primera publicación nº Hei 11-71449

Documento de patente nº 3:

Patente US nº 3.746.686.

Exposición de la invención Problemas que debe resolver la invención Un objetivo de la presente invención es proporcionar un catalizador de endurecimiento (un compuesto de clatrato) para el que pueda suprimirse la reacción de endurecimiento a baja temperatura, permitiendo una mejora de la estabilidad en un solo reactor, pero que puede endurecer efectivamente una resina con el tratamiento térmico. Además, la presente invención proporciona además una composición para formar una resina endurecida que utiliza el catalizador de endurecimiento anteriormente indicado, un procedimiento para producir una resina endurecida que utiliza la composición para formar una resina endurecida, y una resina endurecida obtenida utilizando el procedimiento de producción.

Medios para resolver los problemas Como resultado de una investigación exhaustiva destinada a conseguir los objetivos anteriormente indicados, se ha descubierto que los objetivos anteriormente indicados podían conseguirse mediante la utilización de un compuesto de clatrato que contenía un imidazol específico y un ácido específico, y por lo tanto se ha podido completar la presente invención.

En otras palabras, la presente invención se refiere a:

(1) un compuesto de clatrato que contiene por lo menos un compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) mostrada posteriormente:

[Fórmula química 1]

[en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo], y un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) mostrada a continuación:

[Fórmula química 2]

[en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo acilo C1 a C20 que pueden presentar un sustituyente; con la condición de que el compuesto de clatrato no sea [Co (5-nbdc) 2 (imH) 2]n ni [Cu3 (5-nbdc) 2 (OH) 2 (imH) 2]n, en la que 5-nbdcH2 representa ácido 5-nitro-1, 3-bencenodicarboxílico e imH representa imidazol;

(2) el compuesto dado a conocer en (1) , anteriormente, en el que el compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) es ácido 5-t-butilisoftálico o ácido 5-nitroisoftálico;

(3) el compuesto dado a conocer en (1) o (2) , en el que el compuesto imidazol representado por la fórmula (II) es 2-etil-4-metilimidazol, 2-metilimidazol, 1-bencil-2-metilimidazol, 2-heptadecilimidazol, 2-undecilimidazol o 2-fenil-4-metil-5-hidroximetilimidazol;

(4) el compuesto dado a conocer en cualquiera de entre (1) y (3) , anteriormente, en el que R2en la fórmula (II) es un átomo de hidrógeno,

(5) el compuesto dado a conocer en cualquiera de entre (1) y (4) , anteriormente, en el que el compuesto se encuentra en forma de unos polvos, y

(6) un catalizador de endurecimiento para una resina epoxi, que contiene un compuesto de clatrato dado a conocer en cualquiera de entre (1) y (5) , anteriormente.

Además, la presente invención se refiere además a:

(7) una composición para formar una resina epoxi endurecida, que contiene:

(A) una resina epoxi, y

(B) un compuesto de clatrato que contiene por lo menos un compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) mostrada a continuación:

[Fórmula química 3] 45

[en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo], y un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) , mostrada a continuación:

[Fórmula química 4]

[en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno, o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo acilo C1 a C20 que pueden presentar un sustituyente];

(8) la composición para formar una resina epoxi endurecida dada a conocer en (7) , anteriormente, en la que una cantidad del compuesto imidazol representado por la fórmula (II) en el componente (B) se encuentra comprendida dentro de un intervalo de entre 0, 01 y 1, 0 mol por cada 1 mol de anillos epoxi dentro de la resina epoxi del componente (A) ;

(9) la composición para formar una resina epoxi endurecida dada a conocer en (7) u (8) , anteriormente, en la que el compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) es ácido 5-t-butilisoftálico o ácido 5nitroisoftálico; y

(10) la composición para formar una resina epoxi endurecida dada a conocer en cualquiera de entre (7) y (9) , anteriormente, en la que el compuesto imidazol representado por la fórmula (II) es 2-etil-4-metilimidazol, 2metilimidazol, 1-bencil-2-metilimidazol, 2-heptadecil-imidazol, 2-undecilimidazol o 2-fenil-4-metil-5hidroximetilimidazol.

Además, la presente invención se refiere además a: 25

(11) un procedimiento para producir una resina epoxi endurecida, incluyendo el endurecimiento de una composición para formar una resina epoxi endurecida dada a conocer en cualquiera de entre (7) y (10) , anteriormente, mediante la realización de un tratamiento térmico;

(12) el procedimiento de producir una resina epoxi endurecida dado a conocer en (11) , anteriormente, en el que la temperatura de calentamiento durante el tratamiento térmico se encuentra comprendida dentro del intervalo de entre 60ºC y 250ºC; y

(13) una resina epoxi endurecida obtenida utilizando un procedimiento dado a conocer en (11) o (12) , 35 anteriormente.

Además, la presente invención se refiere además a:

(14) un compuesto que puede obtenerse tras disolver o suspender por lo menos un compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) , mostrada a continuación:

[Fórmula química 5]

[en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo], y un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) mostrada a continuación:

[Fórmula química 6]

[en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno, o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un... [Seguir leyendo]

1. Compuesto de clatrato que comprende por lo menos un compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) representada a continuación:

en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo, y un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) representada a continuación:

en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo acilo C1 a C20 que puede presentar un sustituyente,

con la condición de que el compuesto de clatrato no sea ni [Co (5-nbdc) 2- (imH) 2]n ni [Cu3 (5-nbdc) 2 (OH) 2 (imH) 2]n, en los que 5-nbdcH2 representa ácido 5-nitro-1, 3-bencenodicarboxílico e imH representa imidazol.

2. Compuesto según la reivindicación 1, en el que dicho compuesto de ácido isoftálico representado por dicha fórmula (I) es el ácido 5-t-butilisoftálico o ácido 5-nitroisoftálico.

3. Compuesto según la reivindicación 1 o 2, en el que dicho compuesto imidazol representado por dicha fórmula (II)

es 2-etil-4-metilimidazol, 2-metilimidazol, 1-bencil-2-metilimidazol, 2-heptadecilimidazol, 2-undecilimidazol o 2-fenil-4metil-5-hidroximetilimidazol.

4. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que R2 en dicha fórmula (II) es un átomo de hidrógeno.

5. Compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho compuesto se encuentra en forma de polvos.

6. Catalizador de endurecimiento para una resina epoxi, que comprende un compuesto de clatrato según cualquiera 35 de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Composición para formar una resina epoxi endurecida, que comprende:

(A) una resina epoxi, y

(B) un compuesto de clatrato que comprende por lo menos un compuesto de ácido isoftálico representado por la fórmula (I) , representada a continuación:

en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo, y

un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) , representada a continuación:

en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de 5 hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno, o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo acilo C1 a C20 que puede presentar un sustituyente.

8. Composición para formar una resina epoxi endurecida, según la reivindicación 7, en la que una cantidad de dicho compuesto imidazol representado por dicha fórmula (II) en el interior del componente (B) se encuentra comprendida dentro de un intervalo de 0, 01 a 1, 0 moles en relación a 1 mol de anillos epoxi dentro de dicha resina epoxi del componente (A) .

9. Composición para formar una resina epoxi endurecida según la reivindicación 7 u 8, en la que dicho compuesto de ácido isoftálico representado por dicha fórmula (I) es el ácido 5-t-butilisoftálico o el ácido 5-nitroisoftálico. 15

10. Composición para formar una resina epoxi endurecida, según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en la que dicho compuesto imidazol representado por dicha fórmula (II) es 2-etil-4-metilimidazol, 2-metilimidazol, 1-bencil-2metilimidazol, 2-heptadecil-imidazol, 2-undecilimidazol o 2-fenil-4-metil-5-hidroximetilimidazol.

11. Método para producir una resina epoxi endurecida, que comprende endurecer una composición para formar una resina epoxi endurecida según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10 mediante la realización de un tratamiento térmico.

12. Procedimiento para producir una resina epoxi endurecida según la reivindicación 11, en el que una temperatura 25 de calentamiento durante dicho tratamiento térmico se encuentra comprendida dentro del intervalo de 60ºC a 250ºC.

13. Resina epoxi endurecida, obtenida utilizando un procedimiento según la reivindicación 11 o 12.

14. Compuesto que puede obtenerse tras la disolución o suspensión de por lo menos un compuesto de ácido 30 isoftálico representado por la fórmula (I) , representada a continuación:

en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo, y un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) , representada a continuación:

en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno, o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo acilo C1 a C20 que puede presentar un sustituyente,

en un solvente y llevar a cabo a continuación un calentamiento,

con la condición de que el compuesto de clatrato no sea ni [Co (5-nbdc) 2 (imH) 2]n ni [Cu3 (5-nbdc) 2 (OH) 2 (imH) 2]n, en los que 5-nbdcH2 representa el ácido 5-nitro-1, 3-bencenodicarboxílico e imH representa el imidazol.

15. Compuesto según la reivindicación 14, que puede obtenerse mediante disolución o suspensión de dicho compuesto de ácido isoftálico representado por dicha fórmula (I) y dicho compuesto imidazol representado por dicha fórmula (II) en un solvente, llevando cabo un calentamiento y llevando a cabo a continuación una cristalización.

16. Utilización de un compuesto anfitrión para la preparación de un compuesto de clatrato, caracterizada porque el compuesto anfitrión está representado por la fórmula (I) , representada a continuación:

en la que R1 representa un grupo nitrilo o un grupo alquilo C4, con la condición de que el compuesto de clatrato no sea [Co (5-nbdc) 2 (imH) 2]n ni [Cu3 (5-nbdc) 2 (OH) 2 (imH) 2]n, en 10 los que 5-nbdcH2 representa el ácido 5-nitro-1, 3-bencenodicarboxílico y el imH representa imidazol.

17. Utilización según la reivindicación 16, en la que dicho grupo alquilo C4 es un grupo t-butilo.

18. Utilización de un compuesto de clatrato que comprende por lo menos un compuesto de ácido isoftálico 15 representado por la fórmula (I) , representada a continuación:

en la que R1 representa un grupo alquilo C1 a C6, un grupo alcoxi C1 a C6, un grupo nitro o un grupo hidroxilo, y un compuesto imidazol representado por la fórmula (II) , representada a continuación:

en la que R2 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo C1 a C10, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo cianoetilo, y R3 a R5 representan, cada uno independientemente, un átomo de hidrógeno, un grupo nitro, un átomo de halógeno, o un grupo alquilo C1 a C20, un grupo fenilo, un grupo bencilo o un grupo acilo C1 a C20 que puede presentar un sustituyente, como catalizador de endurecimiento.