一種環(huán)氧樹脂多胺固化劑及一種水性環(huán)氧固化劑乳液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化學(xué)類有機(jī)合成材料和化工工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種環(huán)氧樹脂多胺固化劑及一種水性環(huán)氧固化劑乳液。本發(fā)明通過將多元胺改性成具有親環(huán)氧樹脂的環(huán)氧樹脂多胺固化劑，再將環(huán)氧樹脂多胺固化劑通過相反轉(zhuǎn)法制備成固化劑乳液，引入了環(huán)氧樹脂鏈段，與環(huán)氧乳液相容性好，促進(jìn)固化均勻，固化膜均勻致密，改善了固化膜的綜合力學(xué)性能。
【專利說明】一種環(huán)氧樹脂多胺固化劑及一種水性環(huán)氧固化劑乳液【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)類有機(jī)合成材料和化工工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種環(huán)氧樹脂多胺固化劑及水性環(huán)氧固化劑乳液。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧樹脂廣泛應(yīng)用于多種金屬與非金屬的粘結(jié)、涂料、電氣絕緣材料、玻璃鋼/復(fù)合材料、澆注制灌封材料等方面。但環(huán)氧樹脂是熱塑性線型樹脂，本身不能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。只有加入固化劑后，生成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))的固化物，環(huán)氧樹脂才能得到實(shí)際應(yīng)用。要使環(huán)氧樹脂和固化劑能充分混合、完全固化，形成致密均勻的固化膜，保證環(huán)氧樹脂和固化劑有較好的相容性是關(guān)鍵。
[0003]環(huán)氧-多胺固化劑是目前最常用的一種室溫固化水性環(huán)氧固化劑。劉志遠(yuǎn)等采用環(huán)氧樹脂E-51、聚醚4000、多乙烯多胺等原料進(jìn)行反應(yīng)制備胺封端的聚醚-環(huán)氧-胺加成物。與現(xiàn)有的市售水性環(huán)氧固化劑固化性能相比，固化物的柔韌性和耐沖擊性有很大提高。Waler F.H將液體環(huán)氧樹脂與多胺進(jìn)行親核加成反應(yīng)，制備了一種親環(huán)氧樹脂的水溶性固化劑，但是該固化劑未進(jìn)行封端反應(yīng)，固化反應(yīng)活性大，適用期短，固化膜性能不佳。Klein等人首先將環(huán)氧樹脂與聚乙二醇二縮水甘油醚進(jìn)行加成反應(yīng)，再將得到的產(chǎn)物加入到異佛爾酮二胺與聚氧丙烯二胺的混合胺中反應(yīng)，制成了一種環(huán)氧-多胺水性固化劑，但相容性有待提高。環(huán)氧樹脂大多是以乳狀液的形式分散于水中，傳統(tǒng)的水性環(huán)氧固化劑與環(huán)氧乳液的相容性有限，會(huì)影響固化的均勻性，導(dǎo)致固化劑難以乳化、均勻性差、施工適用期短的問題。
[0004]為解決上述問題，可以從兩方面入手，I是研究新型乳化劑，提高固化劑與環(huán)氧乳液的相容性；2是研究對(duì)固化劑進(jìn)行改性以提高相容性，使得固化劑易乳化、均勻性好。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹脂多胺固化劑，并提供了一種水性環(huán)氧固化劑乳液。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂多胺固化劑通過將多元胺改性成具有親環(huán)氧樹脂的環(huán)氧樹脂多胺固化劑，再將環(huán)氧樹脂多胺固化劑通過相反轉(zhuǎn)法制備成固化劑乳液，環(huán)氧樹脂和固化劑的相容性得到進(jìn)一步改善，得到的產(chǎn)物水性環(huán)氧固化劑乳液是乳狀液，與環(huán)氧樹脂乳液相容性好，促進(jìn)固化均勻，改善了固化膜的綜合力學(xué)性能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案之一:
[0008]一種環(huán)氧樹脂多胺固化劑，由以下制備方法制備得到:
[0009]I)多胺混合物的加成反應(yīng):將多胺混合物與雙酚A型環(huán)氧樹脂按照摩爾比為2-2.5:1在60°C -75°C下反應(yīng)170min-190min，得環(huán)氧樹脂-多胺混合物；所述多胺混合物是由脂肪胺和間苯二甲胺按照摩爾比I~1.2:1組成；
[0010]2)封端反應(yīng):在60°C -75°C下，在環(huán)氧樹脂-多胺混合物中加入單環(huán)氧化合物反應(yīng)110min-130min，其中單環(huán)氧化合物加入的物質(zhì)的量與多胺混合物的物質(zhì)的量之比為0.7-0.8:1，得環(huán)氧樹脂多胺固化劑；所述單環(huán)氧化合物為丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚和十二烷基縮水甘油醚的一種或兩種。
[0011]步驟I)中所述脂肪胺優(yōu)選選自二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。
[0012]步驟I)中所述多胺混合物與環(huán)氧樹脂按照摩爾比優(yōu)選為2.2:1。
[0013]步驟I)中多胺混合物優(yōu)選是由脂肪胺和間苯二甲胺按照摩爾比1:1組成。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案之二:
[0015]一種水性環(huán)氧固化劑乳液，具體制備方法為:用乳化劑乳化所述環(huán)氧樹脂多胺固
化劑得水性環(huán)氧固化劑乳液，所述乳化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)氧樹脂多胺固化劑，其特征是，由以下制備方法制備得到: 1）多胺混合物的加成反應(yīng):將多胺混合物與雙酚A型環(huán)氧樹脂按照摩爾比為2-2.5:1在60°C -75°C下反應(yīng)170min-190min，得環(huán)氧樹脂-多胺混合物；所述多胺混合物是由脂肪胺和間苯二甲胺按照摩爾比I~1.2:1組成； 2)封端反應(yīng):在60°C _75°C下，在環(huán)氧樹脂-多胺混合物中加入單環(huán)氧化合物反應(yīng)110min-130min，其中單環(huán)氧化合物加入的物質(zhì)的量與多胺混合物的物質(zhì)的量之比為0.7-0.8:1，得環(huán)氧樹脂多胺固化劑；所述單環(huán)氧化合物為丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚和十二烷基縮水甘油醚的一種或兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂多胺固化劑，其特征是，步驟I)中所述脂肪胺選自二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂多胺固化劑，其特征是，步驟I)中所述多胺混合物與環(huán)氧樹脂按照摩爾比為2.2:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂多胺固化劑，其特征是，步驟I)中多胺混合物是由脂肪胺和間苯二甲胺按照摩爾比1:1組成。
5.一種水性環(huán)氧固化劑乳液，其特征是，具體制備方法為:用乳化劑乳化權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹脂多胺固化劑得水性環(huán)氧固化劑乳液，所述乳化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述水性環(huán)氧固化劑乳液，其特征是，具體乳化方法為:在60°C_75°C下，將乳化劑加入所述環(huán)氧樹脂多胺固化劑中，乳化劑加入量為環(huán)氧樹脂多胺固化劑總質(zhì)量的18%_22%，然后加入水至相反轉(zhuǎn)，攪拌15min~20min，得水性環(huán)氧固化劑乳液。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述水性環(huán)氧固化劑乳液，其特征是，所述η’的取值為136，η的優(yōu)選取值為0.12,0.34或0.42。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述水性環(huán)氧固化劑乳液，其特征是，步驟3)中所述乳化劑加入量為環(huán)氧樹脂多胺固化劑總質(zhì)量的20%。
【文檔編號(hào)】C08G59/62GK103497311SQ201310426510
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】李桃凡, 李素芳, 田承宇, 黃娟萍, 王聰聰, 何德強(qiáng), 劉婷婷 申請(qǐng)人:中國(guó)水利水電第八工程局有限公司, 湖南大學(xué)