專利名稱：一種油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法
一種油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)氧樹脂固化劑領(lǐng)域，具體涉及一種油脂/松香基二元酸制備水性環(huán) 氧固化劑的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂涂料具有硬度高、耐磨性好、附著力高和耐化學(xué)藥品性能優(yōu)異等特點，廣 泛應(yīng)用于涂裝領(lǐng)域。近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，許多國家相繼頒布了限制揮 發(fā)性有機溶劑(volatile organic compound :V0C)的環(huán)保法規(guī)，涂料的水性化成為涂料發(fā) 展的重要趨勢。水性環(huán)氧涂料既具有溶劑型環(huán)氧涂料良好的耐化學(xué)品性、附著性、物理機械 性、電氣絕緣性，又有低污染、施工簡便、價格便宜等特點。至20世紀(jì)70年代國外開發(fā)出水 性環(huán)氧涂料技術(shù)以來，水性環(huán)氧涂料得到了廣泛的應(yīng)用。而作為水性環(huán)氧體系配套使用的 水性環(huán)氧固化劑，它的性質(zhì)對涂膜的物理和化學(xué)性能有著至關(guān)重要的影響。
水性環(huán)氧固化劑是經(jīng)過對傳統(tǒng)的胺類固化劑改性而得，它克服了未改性胺類固化 劑的缺點，且不影響涂膜的物理和化學(xué)性能，以水為溶劑，VOC含量符合環(huán)保要求。目前常 用的水性環(huán)氧固化劑主要為改性胺類固化劑，包括酰胺化的多胺(主要為C18脂肪酸和多 元胺縮聚產(chǎn)物)、聚酰胺(主要為C36 二聚脂肪酸和多乙烯多胺縮聚產(chǎn)物)及胺加成物(主 要是胺和環(huán)氧加成物)。單脂肪酸改性的酰胺化多胺固化劑與環(huán)氧樹脂的相容性不是太好， 容易發(fā)生相分離而在涂膜表面出現(xiàn)浮油和凹坑等表面缺陷，并且固化不充分造成涂膜的耐 化學(xué)品性能和耐濕性較差。普通二聚脂肪酸合成的聚酰胺固化劑乳化環(huán)氧樹脂體系的適 用期較短，一般不超過Ih就會凝膠化，這會對施工帶來一定的麻煩，并且耐化學(xué)品性較差。 而以環(huán)氧樹脂改性的多元胺與環(huán)氧樹脂的相容性較好，且自身具有水溶性，國內(nèi)外對于環(huán) 氧-胺類水性環(huán)氧固化劑均有報道。美國專利US 5567748、US 6277928、US 6653369等專 利技術(shù)涉及環(huán)氧-胺類水性環(huán)氧固化劑，但其制備工藝非常復(fù)雜，成本高，難以產(chǎn)業(yè)化。而 且目前，在環(huán)氧-胺類水性環(huán)氧固化劑的制備過程中，都不同程度的使用石化原料。隨著石 油資源的日益減少，將嚴(yán)重威脅著水性環(huán)氧樹脂涂料工業(yè)的發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的原料多為石化原料的缺點，本發(fā)明提供了一種油脂/松 香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，利用可再生的生物質(zhì)資源油脂和松香為原料制備 低V0C、水易稀釋且固化物性能良好的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，按 下式反應(yīng)得到
第一步，油脂/松香基聚酰胺的合成
第二步，油脂/松香基聚酰胺的加成物的合成
60-70 "C油脂/松香基聚酰胺+擴鏈劑-‘油脂/松香基聚酰胺的加成物
第三步，油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的合成
所述的多元胺是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、間二甲苯二胺、異佛爾酮 二胺中的任意一種或幾種。
所述的擴鏈劑是E-51、E-44、丁基縮水甘油醚、卞基縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水 甘油醚中的任意一種或幾種。
所述的封端劑是丙稀腈、甲醛、丙稀酸乙酯、冰乙酸中的任意一種或幾種。
第一步中優(yōu)選方案為多元胺和油脂/松香基二元酸按摩爾比2. 2 1的比例混 合，先在150 160°C下攪拌回流lh，然后升溫至210 220°C繼續(xù)進(jìn)行酰胺化反應(yīng)。
第二步中優(yōu)選方案為擴鏈劑與油脂/松香基聚酰胺的摩爾比為0.4 0.8 1， 當(dāng)反應(yīng)至胺值< 250mg/g，即得油脂/松香基聚酰胺的加成物。
第三步的優(yōu)選方案為封端劑與油脂/松香基聚酰胺的加成物的摩爾比為1. 2 1.4 1，在溶劑存在下反應(yīng)至胺值< 180mg/g，然后加入去離子水，既得油脂/松香基聚酰 胺水性環(huán)氧固化劑。
第三步中溶劑優(yōu)選是乙醇、苯甲醇、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚中的任意一種或任意 幾種。
有益效果
①應(yīng)用本發(fā)明制備的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑，在原材料二聚酸中引 入松香的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，提高了體系的機械強度、耐熱性和耐化學(xué)性能。
②應(yīng)用本發(fā)明制備的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑提高了與水性環(huán)氧樹 脂的相容性，避免因相容性不好，導(dǎo)致容易發(fā)生相分離而在涂膜表面出現(xiàn)浮油和凹坑等表 面缺陷。
③應(yīng)用本發(fā)明制備的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑與水性環(huán)氧樹脂混合 使用時，因松香中環(huán)狀結(jié)構(gòu)的空間位阻大，使得體系的適用期延長，給施工帶來方便。
④本發(fā)明的制備方法工藝簡單，反應(yīng)周期短，能夠做到節(jié)能減排。在油脂/松香基 聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的合成過程中，大量利用可再生的生物質(zhì)資源油脂和松香為原料， 在當(dāng)今石油資源的日益枯竭的嚴(yán)峻形勢下，減少對石油資源的過分依賴。


圖1為油脂/松香基聚酰胺的紅外光譜圖。
圖2為油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的紅外光譜圖。
具體實施方式
一種油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，按下式反應(yīng)得到
第一步，油脂/松香基聚酰胺的合成
權(quán)利要求
1. 一種油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于，按下式反應(yīng)得到第一步，油脂/松香基聚酰胺的合成第二步，油脂/松香基聚酰胺的加成物的合成60-70 "C油脂/松香基聚酰胺+擴鏈劑- 油脂/松香基聚酰胺的加成物第三步，油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的合成
2.如權(quán)利要求1所述的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于， 所述的多元胺是二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、間二甲苯二胺、異佛爾酮二胺中的 任意一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于， 所述的擴鏈劑是E-51、E-44、丁基縮水甘油醚、卞基縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚中 的任意一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于， 所述的封端劑是丙稀腈、甲醛、丙稀酸乙酯、冰乙酸中的任意一種或幾種。
5.如權(quán)利要求1所述的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于， 第一步中多元胺和油脂/松香基二元酸按摩爾比2. 2 1的比例混合，先在150 160°C下 攪拌回流lh，然后升溫至210 220°C繼續(xù)進(jìn)行酰胺化反應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于， 第二步中擴鏈劑與油脂/松香基聚酰胺的摩爾比為0.4 0.8 1，當(dāng)反應(yīng)至胺值< 250mg/ g，即得油脂/松香基聚酰胺的加成物。
7.如權(quán)利要求1所述的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于， 第三步封端劑與油脂/松香基聚酰胺的加成物的摩爾比為1.2 1.4 1，在溶劑存在下 反應(yīng)至胺值< 180mg/g，然后加入去離子水，既得油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑。
8.如權(quán)利要求7所述的油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，其特征在于 第三步中溶劑是乙醇、苯甲醇、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚中的任意一種或任意幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑的制備方法，按下式反應(yīng)得到第一步，油脂/松香基聚酰胺的合成油脂/松香基二元酸和多元胺反應(yīng)得到油脂/松香基聚酰胺；第二步，油脂/松香基聚酰胺的加成物的合成第一步產(chǎn)物和擴鏈劑反應(yīng)得到油脂/松香基聚酰胺的加成物；第三步，經(jīng)過封端后得到產(chǎn)物油脂/松香基聚酰胺水性環(huán)氧固化劑。本發(fā)明在二元酸中引入松香的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在保證原有體系柔韌性的基礎(chǔ)上，提高了體系的機械強度和耐熱性，同時提高了水性固化劑與水性環(huán)氧樹脂的相容性。該水性環(huán)氧固化劑與水性環(huán)氧樹脂混合使用時，因松香中環(huán)狀結(jié)構(gòu)的空間位阻大，使得體系的適用期延長。
文檔編號C08G69/26GK102030900SQ20101053662
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者夏建陵, 李梅, 楊小華, 連建偉, 黃坤 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所