一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法及固化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法，先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入脂肪酸和多胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱得到第一階段溶液；后將反應(yīng)釜的溫度升高，攪拌反應(yīng)，后停止攪拌，反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑；還涉及一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑，包括如下重量份的原料成分：脂肪酸40~70重量份；多胺15~30重量份。與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有本發(fā)明綠色環(huán)保、能夠有效的解決在低溫狀態(tài)下環(huán)氧樹脂被固化的問題，無(wú)需經(jīng)過(guò)加熱等處理過(guò)程，本方法固化效果好，毒性小，固化硬度高，耗時(shí)時(shí)間短的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法及固化劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法，還涉及一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧樹脂是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對(duì)金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，變形收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對(duì)堿及大部分溶劑穩(wěn)定，因而廣泛應(yīng)用于國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門，作澆注、浸漬、層壓料、粘接劑、涂料等用途。
[0003]專利申請(qǐng)?zhí)?01510175411.9，公開了一種環(huán)氧樹脂柔性固化劑及其合成方法，其合成的柔性固化劑兩段含有羥基，與環(huán)氧樹脂的相容性好，固化后的環(huán)氧樹脂有一定的韌性，克服了傳統(tǒng)固化劑固化環(huán)氧韌性不足的缺點(diǎn)；合成的柔性固化劑中引入了含有硫脲鍵的多胺，以酮式和烯醇式平衡態(tài)存在，這種烯醇式化合物能快速與環(huán)氧基反應(yīng)，可使環(huán)氧樹脂在低溫條件下固化;其制備工藝復(fù)雜，而且制備過(guò)程中需要添加催化劑和有機(jī)溶劑。
[0004]專利申請(qǐng)?zhí)?01310731613.8，公開了一種低溫固化型脂肪族酰胺多胺環(huán)氧樹脂固化劑及其制備方法，其固化劑的分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)具備酰胺鍵和叔胺鍵;制備過(guò)程中向反應(yīng)器中加入仲胺化合物的同時(shí)還需要加入反應(yīng)溶劑。
[0005]專利申請(qǐng)?zhí)?5110531.0，公開了一種環(huán)氧樹脂固化劑及其制備方法，是由環(huán)氧高級(jí)脂肪酸脂與多烷撐多胺按摩爾數(shù)1:0.5-5，反應(yīng)溫度100~110°(:，壓力為20-40臟1^的條件下反應(yīng)而產(chǎn)生的兩種組分，兩種組分的含量總和為100%。固化劑的固化所需的溫度，固化速度和固化硬度等性能指標(biāo)還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法，還涉及一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法，包括以下操作步驟:
1)先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入脂肪酸和多胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120?180°C，反應(yīng)2?3h，得到第一階段溶液；
2)將反應(yīng)釜的溫度升高到200?250°C，攪拌反應(yīng)3?5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0008]—種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑，其特征在于，包括如下重量份的原料成分: 脂肪酸40?70重量份；
多胺15?30重量份。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述脂肪酸為妥爾油脂肪酸、松香酸、己二酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、木質(zhì)素酸和類花生酸中的一種或多種。
[0010]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氫化牛脂胺、十八胺、油基伯胺、N-油基-1，3_丙撐二胺、N-牛脂基-1，3_丙撐二胺和N-牛脂基二丙撐三胺中的一種或多種。
[0011]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下突出的有益效果:
本發(fā)明綠色環(huán)保、能夠有效的解決在低溫狀態(tài)下環(huán)氧樹脂被固化的問題，無(wú)需經(jīng)過(guò)加熱等處理過(guò)程，本方法固化效果好，毒性小，固化硬度高，耗時(shí)時(shí)間短。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]—種環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法，包括以下操作步驟:
1)先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入脂肪酸和多胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)獾哪康氖峭ㄟ^(guò)氮?dú)鈱?duì)空氣進(jìn)行隔絕，避免反應(yīng)物與空氣接觸發(fā)生氧化，產(chǎn)生其他副產(chǎn)物，攪拌并加熱至120?180°C，反應(yīng)2?3h，得到第一階段溶液;將第一階段的反應(yīng)溫度控制在120?180°C可以為反應(yīng)提供充分的反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度低于120°C會(huì)造成第一階段反應(yīng)不完全，反應(yīng)溫度高于180°C會(huì)造成第一階段還未反應(yīng)充分即進(jìn)入第二階段；
2)將反應(yīng)釜的溫度升高到200?250°C，攪拌反應(yīng)3?5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。將第二階段的反應(yīng)溫度控制在200?250°C，低于200°C反應(yīng)不能完全進(jìn)行，高于250°C由于第二階段分子鏈比較長(zhǎng)，會(huì)造成分解，產(chǎn)生其他多于副產(chǎn)物。同時(shí)在200?250°C這一溫度區(qū)間內(nèi)，會(huì)形成特殊的化合鍵，該化合鍵會(huì)與樹脂交聯(lián)，即反應(yīng)過(guò)程中的酰胺經(jīng)環(huán)化后與樹脂進(jìn)行交聯(lián)，從而對(duì)固化劑的固化溫度造成影響，實(shí)現(xiàn)低溫常溫狀態(tài)下固化。
[0014]—種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑，其特征在于，包括按重量配比的以下組分:
脂肪酸40?70重量份；
多胺15?30重量份。
[0015]所述脂肪酸為妥爾油脂肪酸、松香酸、己二酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、木質(zhì)素酸和類花生酸中的一種或多種。
[0016]所述多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氫化牛脂胺、十八胺、油基伯胺、N-油基-1，3-丙撐二胺、N-牛脂基-1，3-丙撐二胺和N-牛脂基二丙撐三胺中的一種或多種。
[0017]實(shí)施例1:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120°C，反應(yīng)3h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到200°C，攪拌反應(yīng)5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0018]實(shí)施例2:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入70份硬脂酸和30份四乙烯五胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至180°C，反應(yīng)2h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到250°C，攪拌反應(yīng)3h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0019]實(shí)施例3:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入55份花生酸和22份氫化牛脂胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至150°C，反應(yīng)2.5h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到2300C，攪拌反應(yīng)4h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0020]對(duì)照例1:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入40份月桂酸和10份三乙烯四胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120°C，反應(yīng)3h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到200°C，攪拌反應(yīng)5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0021]對(duì)照例2:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入40份月桂酸和36份三乙烯四胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120°C，反應(yīng)3h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到200°C，攪拌反應(yīng)5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0022]對(duì)照例3:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入15份三乙烯四胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120°C，反應(yīng)3h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到20(TC，攪拌反應(yīng)5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0023]對(duì)照例4:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至200°C，反應(yīng)3h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到200°C，攪拌反應(yīng)5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0024]對(duì)照例5:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120°C，反應(yīng)3h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到270°C，攪拌反應(yīng)5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0025]對(duì)照例6:
先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120°C，反應(yīng)3h，得到第一階段溶液;將反應(yīng)釜的溫度升高到180°C，攪拌反應(yīng)5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。
[0026]實(shí)施例1-實(shí)施例3其第一反應(yīng)階段反應(yīng)溫度控制在120?180°C，第二反應(yīng)階段反應(yīng)溫度控制在200?250°C，多胺的添加量控制在15?30重量份，實(shí)施例1-實(shí)施例3得到的低溫固化劑其固化速度，固化硬度和固化所需的溫度均處于優(yōu)越狀態(tài)，固化所需的溫度在常溫下即可進(jìn)行，無(wú)需進(jìn)行加熱等處理。對(duì)照例I和對(duì)照例2相對(duì)于實(shí)施例1改變了多胺的添加量，且添加量不在15?30重量份的范圍內(nèi)，對(duì)照例3相對(duì)于實(shí)施例1僅添加了15份的三乙烯四胺，并未添加脂肪酸。對(duì)照例4相對(duì)于實(shí)施例1改變了第一反應(yīng)階段反應(yīng)溫度，且反應(yīng)溫度不在120?180°C范圍內(nèi)。對(duì)照例5和對(duì)照例6相對(duì)于實(shí)施例1改變了第二反應(yīng)階段反應(yīng)溫度，且反應(yīng)溫度不在200?250°C范圍內(nèi)。對(duì)照例1-對(duì)照例6其固化速度、固化硬度和固化所需的溫度等性能指標(biāo)低于實(shí)施例1，并且對(duì)照例1-對(duì)照例6其固化速度、固化硬度和固化所需的溫度等性能指標(biāo)也低于實(shí)施例2、實(shí)施例3。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)氧樹脂低溫固化劑的制備方法，包括以下操作步驟: 1)先向反應(yīng)釜內(nèi)同時(shí)加入脂肪酸和多胺，之后向反應(yīng)釜內(nèi)持續(xù)充入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，攪拌并加熱至120?180°C，反應(yīng)2?3h，得到第一階段溶液； 2)將反應(yīng)釜的溫度升高到200?250°C，攪拌反應(yīng)3?5h，后停止攪拌，在持續(xù)充入氮?dú)獗Ｗo(hù)的情況下使反應(yīng)釜自然冷卻，即可得到低溫固化劑。2.—種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑，其特征在于，包括如下重量份的原料成分: 脂肪酸40?70重量份； 多胺15?30重量份。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑，其特征在于:所述脂肪酸為妥爾油脂肪酸、松香酸、己二酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、木質(zhì)素酸和類花生酸中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型環(huán)氧樹脂低溫固化劑，其特征在于:所述多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氫化牛脂胺、十八胺、油基伯胺、N-油基-1，3-丙撐二胺、N-牛脂基-1，3_丙撐二胺和N-牛脂基二丙撐三胺中的一種或多種。
【文檔編號(hào)】C07C231/02GK105906786SQ201610477748
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月26日
【發(fā)明人】張傳海, 李奎, 劉志山
【申請(qǐng)人】濰坊天?；瘜W(xué)科技有限公司