一種油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法
2023-05-10 07:13:51 1
專利名稱：一種油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法
一種油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法技術領域
本發明屬於環氧樹脂固化劑領域，具體涉及一種油脂/松香基二元酸製備水性環 氧固化劑的方法。
背景技術：
環氧樹脂塗料具有硬度高、耐磨性好、附著力高和耐化學藥品性能優異等特點，廣 泛應用於塗裝領域。近年來，隨著人們環保意識的不斷提高，許多國家相繼頒布了限制揮 發性有機溶劑(volatile organic compound :V0C)的環保法規，塗料的水性化成為塗料發 展的重要趨勢。水性環氧塗料既具有溶劑型環氧塗料良好的耐化學品性、附著性、物理機械 性、電氣絕緣性，又有低汙染、施工簡便、價格便宜等特點。至20世紀70年代國外開發出水 性環氧塗料技術以來，水性環氧塗料得到了廣泛的應用。而作為水性環氧體系配套使用的 水性環氧固化劑，它的性質對塗膜的物理和化學性能有著至關重要的影響。
水性環氧固化劑是經過對傳統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，且不影響塗膜的物理和化學性能，以水為溶劑，VOC含量符合環保要求。目前常 用的水性環氧固化劑主要為改性胺類固化劑，包括醯胺化的多胺(主要為C18脂肪酸和多 元胺縮聚產物)、聚醯胺(主要為C36 二聚脂肪酸和多乙烯多胺縮聚產物)及胺加成物(主 要是胺和環氧加成物)。單脂肪酸改性的醯胺化多胺固化劑與環氧樹脂的相容性不是太好， 容易發生相分離而在塗膜表面出現浮油和凹坑等表面缺陷，並且固化不充分造成塗膜的耐 化學品性能和耐溼性較差。普通二聚脂肪酸合成的聚醯胺固化劑乳化環氧樹脂體系的適 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，並且耐化學品性較差。 而以環氧樹脂改性的多元胺與環氧樹脂的相容性較好，且自身具有水溶性，國內外對於環 氧-胺類水性環氧固化劑均有報導。美國專利US 5567748、US 6277928、US 6653369等專 利技術涉及環氧-胺類水性環氧固化劑，但其製備工藝非常複雜，成本高，難以產業化。而 且目前，在環氧-胺類水性環氧固化劑的製備過程中，都不同程度的使用石化原料。隨著石 油資源的日益減少，將嚴重威脅著水性環氧樹脂塗料工業的發展。發明內容
為了解決現有技術存在的原料多為石化原料的缺點，本發明提供了一種油脂/松 香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，利用可再生的生物質資源油脂和松香為原料製備 低V0C、水易稀釋且固化物性能良好的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑。
本發明的技術方案為一種油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，按 下式反應得到
第一步，油脂/松香基聚醯胺的合成
第二步，油脂/松香基聚醯胺的加成物的合成
60-70 "C油脂/松香基聚醯胺+擴鏈劑-『油脂/松香基聚醯胺的加成物
第三步，油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的合成
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，然後升溫至210 220°C繼續進行醯胺化反應。
第二步中優選方案為擴鏈劑與油脂/松香基聚醯胺的摩爾比為0.4 0.8 1， 當反應至胺值< 250mg/g，即得油脂/松香基聚醯胺的加成物。
第三步的優選方案為封端劑與油脂/松香基聚醯胺的加成物的摩爾比為1. 2 1.4 1，在溶劑存在下反應至胺值< 180mg/g，然後加入去離子水，既得油脂/松香基聚醯 胺水性環氧固化劑。
第三步中溶劑優選是乙醇、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應用本發明製備的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑，在原材料二聚酸中引 入松香的環狀結構，提高了體系的機械強度、耐熱性和耐化學性能。
②應用本發明製備的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑提高了與水性環氧樹 脂的相容性，避免因相容性不好，導致容易發生相分離而在塗膜表面出現浮油和凹坑等表 面缺陷。
③應用本發明製備的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑與水性環氧樹脂混合 使用時，因松香中環狀結構的空間位阻大，使得體系的適用期延長，給施工帶來方便。
④本發明的製備方法工藝簡單，反應周期短，能夠做到節能減排。在油脂/松香基 聚醯胺水性環氧固化劑的合成過程中，大量利用可再生的生物質資源油脂和松香為原料， 在當今石油資源的日益枯竭的嚴峻形勢下，減少對石油資源的過分依賴。
圖1為油脂/松香基聚醯胺的紅外光譜圖。
圖2為油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的紅外光譜圖。
具體實施方式
一種油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，按下式反應得到
第一步，油脂/松香基聚醯胺的合成
權利要求
1. 一種油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於，按下式反應得到第一步，油脂/松香基聚醯胺的合成第二步，油脂/松香基聚醯胺的加成物的合成60-70 "C油脂/松香基聚醯胺+擴鏈劑- 油脂/松香基聚醯胺的加成物第三步，油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的合成
2.如權利要求1所述的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於， 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.如權利要求1所述的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於， 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.如權利要求1所述的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於， 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.如權利要求1所述的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於， 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，然後升溫至210 220°C繼續進行醯胺化反應。
6.如權利要求1所述的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於， 第二步中擴鏈劑與油脂/松香基聚醯胺的摩爾比為0.4 0.8 1，當反應至胺值< 250mg/ g，即得油脂/松香基聚醯胺的加成物。
7.如權利要求1所述的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於， 第三步封端劑與油脂/松香基聚醯胺的加成物的摩爾比為1.2 1.4 1，在溶劑存在下 反應至胺值< 180mg/g，然後加入去離子水，既得油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑。
8.如權利要求7所述的油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，其特徵在於 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
本發明公開了一種油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑的製備方法，按下式反應得到第一步，油脂/松香基聚醯胺的合成油脂/松香基二元酸和多元胺反應得到油脂/松香基聚醯胺；第二步，油脂/松香基聚醯胺的加成物的合成第一步產物和擴鏈劑反應得到油脂/松香基聚醯胺的加成物；第三步，經過封端後得到產物油脂/松香基聚醯胺水性環氧固化劑。本發明在二元酸中引入松香的環狀結構，在保證原有體系柔韌性的基礎上，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氧樹脂的相容性。該水性環氧固化劑與水性環氧樹脂混合使用時，因松香中環狀結構的空間位阻大，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 優先權日2010年11月8日
發明者夏建陵, 李梅, 楊小華, 連建偉, 黃坤 申請人:中國林業科學研究院林產化學工業研究所