專(zhuān)利名稱(chēng)：一種非離子型自乳化環(huán)氧樹(shù)脂固化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非離子型自乳化環(huán)氧樹(shù)脂固化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)品以其優(yōu)異的力學(xué)性能和耐化學(xué)藥品性能廣泛應(yīng)用于生活和工業(yè)領(lǐng)域，環(huán)氧樹(shù)脂固化劑是用于環(huán)氧樹(shù)脂硬化的產(chǎn)品，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂固化性能有重要影響，其中能用于室溫固化環(huán)氧樹(shù)脂的主要是胺類(lèi)固化劑。隨著社會(huì)的環(huán)保意識(shí)提高和許多國(guó)家發(fā)布了比較嚴(yán)格的限制揮發(fā)性有機(jī)溶劑的法規(guī)，水性化產(chǎn)品早已成為趨勢(shì)。腰果酚本身是一種腰果加工行業(yè)中的一種副產(chǎn)品，來(lái)源天然，可生物降解，符合可持續(xù)發(fā)展。腰果酚的商品化開(kāi)發(fā)主要是改性酚醛樹(shù)脂的制備，也應(yīng)用到曼尼希堿制備，制得的曼尼希堿固化環(huán)氧樹(shù)脂后的產(chǎn)品性能優(yōu)異，但為油性產(chǎn)品，中國(guó)專(zhuān)利CN02116454.1，中國(guó)專(zhuān)利CN201210106159.2，中國(guó)專(zhuān)利CN200810033592.1都提出了腰果酚醛胺的制備方法，這些專(zhuān)利都存在如下不足:得到的固化劑黏度較大，為油性產(chǎn)品，施工不便，工具清洗困難，如果用有機(jī)溶劑清洗，必對(duì)施工者健康產(chǎn)生危害；在濕的基材表面，如濕的混凝土表面，不能很好鋪展開(kāi)來(lái)，固化后可能引起各種外觀問(wèn)題，性能也必下降；應(yīng)用范圍因此受到了限制，不能與水性材料復(fù)合使用，如不能直接用來(lái)改性硅酸鹽水泥。水性環(huán)氧固化劑大多是通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)多元胺擴(kuò)鏈加成，然后用酸中和成鹽得至丨J，為離子型的水性固化劑，其中如中國(guó)專(zhuān)利CN200910063839.9，提出了用環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)多元胺加成后用有機(jī)酸中和成鹽制得離子型水性固化劑。而中國(guó)專(zhuān)利CN200910052238.8則是對(duì)制得的曼尼希堿進(jìn)行成鹽制得離子型曼尼希水性固化劑，兩者都是是離子型水性化產(chǎn)品，它們?cè)谄涫褂眠^(guò)程中對(duì)PH有要求，而且相當(dāng)敏感，在配方中與其它不同的組成混合后有可能發(fā)生分層，配伍性不好，由于有酸殘留對(duì)金屬基底有閃蝕作用。因此，配方的組合與涂料的應(yīng)用都受到限制。類(lèi)似的還有中國(guó)專(zhuān)利CN200810153095.5，中國(guó)專(zhuān)利CN200810042955.8等，這些離子型水性固化劑都存在上述同樣的問(wèn)題。中國(guó)專(zhuān)利CN200710026284.1提出了用聚醚多元醇二縮水甘油醚與芳香族或脂肪多元胺制備非離子型水性固化劑，其思路就是將環(huán)氧`加成胺接上非離子水性鏈段，但得到的產(chǎn)品耐水性和耐藥品性相對(duì)于沒(méi)有進(jìn)行水性化改性的環(huán)氧加成胺固化劑有較大下降，中國(guó)專(zhuān)利CN201010142715.2提出了以聚醚醇與環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)后在溶劑下與脂肪胺或芳香胺反應(yīng)得到非離子型水性固化劑，其實(shí)則還是用環(huán)氧樹(shù)脂加成擴(kuò)鏈脂肪胺或芳香胺后進(jìn)行非離子改性，只是胺的加成擴(kuò)鏈與接上非離子鏈段是在一步中進(jìn)行的，所以中國(guó)專(zhuān)利CN200710026284.1和CN201010142715.2得到的固化劑產(chǎn)物是相同類(lèi)型的。得到非離子改性的加成胺固化劑，相對(duì)于加成胺固化劑，其耐水性和耐藥品性會(huì)明顯下降。而且根據(jù)這兩個(gè)專(zhuān)利說(shuō)明中可以看到該產(chǎn)品生產(chǎn)、反應(yīng)耗時(shí)相對(duì)較長(zhǎng)，基本在IOh以上，操作步驟多。類(lèi)似的非離子改性加成胺固化劑還有中國(guó)專(zhuān)利CN201110377636.4，其在制備過(guò)程使用到了較多的有機(jī)溶劑如丙酮和丁酮，不僅提高了成本，也不利于生產(chǎn)工人的的健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足與空缺，提供一種非離子型自乳化環(huán)氧樹(shù)脂固化劑及其制備方法。該方法中不使用有機(jī)酸中和成鹽，反應(yīng)條件溫和，取用天然的原料腰果酚，通過(guò)原料的配比改變?nèi)菀卓刂菩阅?，制備過(guò)程中不使用有機(jī)溶劑，產(chǎn)物與環(huán)氧樹(shù)脂相容性與水分散性良好。本發(fā)明提供的一種非離子型自乳化環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，包含有如下的結(jié)構(gòu)式:
權(quán)利要求
1.一種非離子型自乳化環(huán)氧樹(shù)脂固化劑，其特征在于包含有如下的結(jié)構(gòu)式:
2.—種權(quán)利要求1所述固化劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下: (1)按照腰果酚:甲醛:胺類(lèi)化合物的摩爾比為1:1 2:1 2，先加入腰果酚與胺類(lèi)化學(xué)物，在70 80°C下攪拌均勻，然后滴入37wt%的甲醛溶液，30 60min內(nèi)滴完，再升溫到90 100°C，反應(yīng)2 4h，溫水洗滌除去未反應(yīng)的甲醛和胺類(lèi)化合物，最后減壓脫水，得到腰果酚醛胺化合物； (2)以聚乙二醇與低分子量的環(huán)氧樹(shù)脂按摩爾比1:1 2，加入到反應(yīng)釜，升溫到60 90°C下熔融并攪拌混合均勻，分次緩慢加入催化劑，每隔20min加入一次，催化劑總用量為體系的0.1 lwt%，反應(yīng)40 180min后制得水性鏈段預(yù)聚體；(3)將制得的水性鏈段預(yù)聚體，腰果酚醛胺化合物和有機(jī)硅加入反應(yīng)釜，水性鏈段預(yù)聚體用量為5 25wt%，有機(jī)硅用量為腰果酚醛胺化合物的O 3wt%，升溫至70 100°C反應(yīng)I 2h，再降溫至50 60°C，攪拌下滴入去離子水，滴完后繼續(xù)攪拌30min，得到非離子型自乳化環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中，胺類(lèi)化合物為二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺、間苯二甲胺、異佛爾酮二胺、間苯二胺或孟烷二胺。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，聚乙二醇為:
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，低分子量的環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧當(dāng)量小于250的縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂或脂環(huán)族環(huán)氧化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中，催化劑為三氟化硼乙醚、三苯基膦、三氯化鐵、三氯化鋁、二氯化錫或四氯化錫。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，有機(jī)硅為Y-縮水甘油醚丙基二甲基娃焼 或Y-氨丙基二乙氧基娃焼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種非離子型自乳化環(huán)氧樹(shù)脂固化劑及其制備方法，該方法采用聚乙二醇與低分子量的環(huán)氧樹(shù)脂在催化劑的作用下預(yù)制備水性鏈段，再與腰果酚、甲醛和多元胺制得的曼尼希堿反應(yīng)，同時(shí)加入有機(jī)硅進(jìn)行部分封端，增加體系對(duì)無(wú)機(jī)組分的相容性，制得具有自乳化能力的非離子型腰果酚醛胺環(huán)氧固化劑，其中主要原料中天然的腰果酚、聚乙二醇對(duì)環(huán)境無(wú)不利影響；制備的固化劑融合了非離子乳液和腰果酚醛胺的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08G14/073GK103145955SQ20131004126
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者王飛鏑, 李庭忠, 郭寶春, 易國(guó)斌, 康正, 張一聰 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)