專(zhuān)利名稱(chēng):腰果油改性固體芳香胺環(huán)氧固化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧固化劑,特別是一種腰果油改性固體芳香胺環(huán)氧固化劑。
背景技術(shù):
固化劑是環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域中不可缺少的重要組成部分。它與環(huán)氧樹(shù)脂一樣決定 著固化產(chǎn)物的物理性能。在眾多環(huán)氧樹(shù)脂固化劑中,應(yīng)用最廣、用量最大的當(dāng)屬脂肪胺類(lèi)固 化劑,因它具有反應(yīng)速度快、可室溫固化等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于膠黏劑、灌封料、涂料、地坪等。 然而低級(jí)脂肪胺,如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺及多乙烯多胺等的相對(duì) 分子質(zhì)量較低、揮發(fā)性大、毒性大、對(duì)人體傷害也大;而且在低級(jí)脂肪胺分子中,因活潑氫較 多,固化反應(yīng)速度很快,室溫下就發(fā)生激烈反應(yīng),使固化收縮應(yīng)力大、易開(kāi)裂、性脆;尤其是 用量少、配比要求嚴(yán)格,給使用者也帶來(lái)不便;脂肪胺易吸潮、易吸收C02導(dǎo)致固化物抗沖 擊、抗剝離強(qiáng)度也差,因此國(guó)外已基本不直接使用這些低級(jí)脂肪胺。用酚、醛對(duì)脂肪胺進(jìn)行改性是解決上述缺陷的重要途徑之一,我國(guó)自從1983年華 東化工學(xué)院與昆山助劑廠聯(lián)合推出了曼尼希堿型(酚醛改性胺)固化劑T-31,該傳統(tǒng)的 T-31的合成工藝就是在反應(yīng)釜中首先加入45份的苯酚和45份乙二胺,攪拌均勻,直至放熱 出現(xiàn),然后在50-60攝氏度下滴加45份的37%的甲醛水溶液。要求滴加的速度慢,不能使 系統(tǒng)的溫度超過(guò)65度。滴完甲醛后升溫保溫2-3小時(shí),然后真空脫水。該反應(yīng)應(yīng)嚴(yán)格控制醛的加入速度和反應(yīng)溫度,否則,極易發(fā)生暴聚并使反應(yīng)產(chǎn)物 粘度增大,形成樹(shù)脂狀物。同時(shí)因?yàn)槭褂?7%的甲醛水溶液,使反應(yīng)系統(tǒng)引入較大量的水, 是其產(chǎn)品的后處理變復(fù)雜,能量消耗較大,同時(shí)造成乙二胺的較大損失。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種能有效降低使用溫度的腰果油改性固體芳香胺環(huán)氧 固化劑。本發(fā)明的目的是要提供一種腰果油改性固體芳香胺環(huán)氧固化劑。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的首先選用原材料腰果油、二氨基二苯基甲烷和多 聚甲醛;其中,腰果油選用沒(méi)有經(jīng)過(guò)提純的腰果酚,主要成分腰果酚的含量在60-80% ;二氨 基二苯基甲烷,英文簡(jiǎn)稱(chēng)DDM,選用固態(tài),固態(tài)含量大于97 %,顏色從淺棕色到淡黃色;多聚 甲醛,選用固態(tài)為白色顆粒,固態(tài)含量大于98%;通過(guò)曼尼希反應(yīng)合成具有苯環(huán)和長(zhǎng)脂肪鏈 的酚醛胺;原材料按照質(zhì)量百分比配制腰果油,55-75% ;二氨基二苯基甲烷,20-35% ;多 聚甲醛,5—15% ;合成方法如下首先按重量比稱(chēng)取原材料,將腰果油加入至反應(yīng)釜中,升溫至 40°C時(shí)加入多聚甲醛,保持溫度65°C以下,加入多聚甲醛的時(shí)間為0. 5-1小時(shí),待多聚甲醛 完全溶解;多聚甲醛完全溶解后升溫至90-95°C,加入二氨基二苯基甲烷,恒溫保持3-4小 時(shí),二氨基二苯基甲烷溶解后攪拌混合均勻;將混合均勻的合成物質(zhì)放入至真空爐內(nèi),真空
3脫水,脫出反應(yīng)生成的水分;降溫后檢測(cè),包裝。有益效果由于采用了上述方案,本發(fā)明采用原材料有腰果油,是腰果這種植物的 汁液,無(wú)毒環(huán)保色澤黑有一定的粘度,主要成分為腰果酚,腰果酚是腰果油的精致產(chǎn)品,純 度高色澤淺黃、透明、有明顯的油香味,采用的腰果油為未提純的原汁,較腰果酚有價(jià)格低 易取得的優(yōu)勢(shì);還有二氨基二苯基甲烷,英文縮寫(xiě)簡(jiǎn)稱(chēng)DDM,為固態(tài),未經(jīng)加工改性不能直 接和液體環(huán)氧樹(shù)脂在常溫條件下固化使用,與腰果油和多聚甲醛反應(yīng)后實(shí)現(xiàn)了 DDM在常溫 條件下固化液體環(huán)氧樹(shù)脂,通過(guò)腰果油提供的酚羥基更有效地降低了芳香胺固化環(huán)氧樹(shù)脂 對(duì)可使用的環(huán)境溫度的要求,最低使用環(huán)境溫度能達(dá)-8攝氏度,同時(shí),腰果油含有的柔性 鏈段也改善了 DDM剛性,使固化物韌性有所增加。還有多聚甲醛為固態(tài),不會(huì)給系統(tǒng)人為引 進(jìn)大量的水分,使后處理變得簡(jiǎn)單,可以節(jié)約大量的能源。達(dá)到了本發(fā)明的目的。優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明使用的腰果油為天然植物腰果的副產(chǎn)品,腰果油中的腰果酚未經(jīng)提 純價(jià)格極低,使整體固化劑成品價(jià)格低廉;所使用的腰果油不需要提純成腰果酚,避免了提 純腰果酚過(guò)程中的二次污染,環(huán)保節(jié)能,另外該固化劑無(wú)溶劑無(wú)刺激,具有良好的防腐和防 護(hù)功能,放熱溫和,固化速度適中,比較適用在建筑,土木道路等底層防護(hù)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 首先選用原材料腰果油、二氨基二苯基甲烷和多聚甲醛;其中,腰果油 選用沒(méi)有經(jīng)過(guò)提純的腰果酚,主要成分腰果酚的含量在60-80% ;二氨基二苯基甲烷,英文 簡(jiǎn)稱(chēng)DDM,選用固態(tài),固態(tài)含量大于97 %,顏色從淺棕色到淡黃色;多聚甲酸,選用固態(tài)為白 色顆粒,固態(tài)含量大于98% ;通過(guò)曼尼希反應(yīng)合成具有苯環(huán)和長(zhǎng)脂肪鏈的酚醛胺;曼尼希反應(yīng)(Marmich反應(yīng),簡(jiǎn)稱(chēng)曼氏反應(yīng)),也稱(chēng)作胺甲基化反應(yīng),是含有活潑氫 的化合物(通常為羰基化合物)與甲醛和二級(jí)胺或氨縮合,生成氨基(羰基)化合物 的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)。一般醛亞胺與a-亞甲基羰基化合物的反應(yīng)也被看做曼尼希反應(yīng)。反應(yīng) 的產(chǎn)物0 -氨基(羰基)化合物稱(chēng)為“曼尼希堿”(Marmich堿),簡(jiǎn)稱(chēng)曼氏堿。反應(yīng)中的胺一般為二級(jí)胺,如哌啶、二甲胺等。如果用一級(jí)胺,反應(yīng)后的縮合產(chǎn)物 在氮上還有氫,可以繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),故有時(shí)也可根據(jù)需要使用一級(jí)胺。如果用三級(jí)胺或芳香 胺,反應(yīng)中無(wú)法生成亞胺離子,停留在季銨離子一步。胺/氨的作用是活化另一個(gè)反應(yīng)物 醛。甲醛是最常用的醛,一般用它的水溶液。除甲醛外,也可用其他醛?!奥嵯7磻?yīng)合成”反應(yīng)方程式如下 R為C15-C18的烴基,n在8-120之間反應(yīng)容器是一個(gè)裝有攪拌器,分水器,溫度計(jì),冷凝器的500ml的反應(yīng)瓶,在反應(yīng) 結(jié)束可改接真空系統(tǒng)。從加料口加入腰果油,升溫到40度左右,分批加入多聚甲醛溫度控 制在65度以下,加入時(shí)間是0. 5-1小時(shí),待多聚甲醛完全溶解后升溫至90-95度,停止升 溫,加入固體的DDM,恒溫保持3. 5小時(shí),然后進(jìn)行真空脫水脫至無(wú)液體流出為止。加入的腰 果油為55% ;二氨基二苯基甲烷為35% ;多聚甲醛為10% ;所述的百分比均為質(zhì)量百分比。實(shí)施例2 反應(yīng)裝置如實(shí)例1。從加料口加入腰果油,升溫到40度左右,分批加入多 聚甲醛,溫度控制在65度以下,加入時(shí)間1小時(shí),待多聚甲醛完全溶解后升溫至90-95度, 停止升溫,加入固體DDM,恒溫保持4小時(shí),然后進(jìn)行真空脫水至五液體流出為止。加入的腰 果油為75% ;二氨基二苯基甲烷為20% ;多聚甲醛為5% ;所述的百分比均為質(zhì)量百分比。 其它與實(shí)施例1同。實(shí)施例3 加入的腰果油為60% ;二氨基二苯基甲烷為25% ;多聚甲醛為15% ;所 述的百分比均為質(zhì)量百分比。其它與實(shí)施例1同。
權(quán)利要求
一種腰果油改性固體芳香胺環(huán)氧固化劑,其特征是原材料按照質(zhì)量百分比配比腰果油,55--75%;二氨基二苯基甲烷,20--35%;多聚甲醛,5--15%;合成方法如下首先按重量比稱(chēng)取原材料,將腰果油加入至反應(yīng)釜中,升溫至40℃時(shí)加入多聚甲醛,保持溫度65℃以下,0.5-1小時(shí),待多聚甲醛完全溶解;多聚甲醛完全溶解后升溫至90-95℃,加入二氨基二苯基甲烷,恒溫保持3-4小時(shí),二氨基二苯基甲烷溶解后攪拌混合均勻;將混合均勻的合成物質(zhì)放入至真空爐內(nèi),在90-95度下真空脫水,脫出反應(yīng)生成的水分;降溫后檢測(cè),包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腰果油改性固體芳香胺環(huán)氧固化劑,其特征是所述的腰果 油選用沒(méi)有經(jīng)過(guò)提純的腰果酚,主要成分腰果酚的含量在60-80% ;所述的二氨基二苯基 甲烷,英文簡(jiǎn)稱(chēng)DDM,選用固態(tài),固態(tài)含量大于97%,顏色從淺棕色到淡黃色;所述的多聚甲 醛,選用固態(tài)為白色顆粒,固態(tài)含量大于98%。
全文摘要
一種腰果油改性固體芳香胺環(huán)氧固化劑,屬于環(huán)氧固化劑。腰果油,55--75%;二氨基二苯基甲烷,20--35%;多聚甲醛,5--15%;首先按質(zhì)量比稱(chēng)取原材料,將腰果油加入至反應(yīng)釜中,升溫至40℃時(shí)加入多聚甲醛,保持溫度65℃以下,加入多聚甲醛的時(shí)間為0.5-1小時(shí),待多聚甲醛完全溶解;多聚甲醛完全溶解后升溫至90-95℃,加入二氨基二苯基甲烷,恒溫保持3-4小時(shí),二氨基二苯基甲烷溶解后攪拌混合均勻;將混合均勻的合成物質(zhì)放入至真空爐內(nèi),真空脫水,脫出反應(yīng)生成的水分;降溫后檢測(cè),包裝。優(yōu)點(diǎn)使用的腰果油為天然植物不需要提純成腰果酚,避免了二次污染,環(huán)保節(jié)能,該固化劑無(wú)溶劑無(wú)刺激,放熱溫和,固化速度適中。
文檔編號(hào)C08G59/62GK101851327SQ201010195600
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者周偉, 周法現(xiàn), 王東 申請(qǐng)人:徐州中研科技工業(yè)有限公司