一種非離子型室溫固化水性環氧固化劑及其製備方法

2023-05-31 23:49:31 1

專利名稱：一種非離子型室溫固化水性環氧固化劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬化工技術領域，具體涉及一種非離子型室溫固化水性環氧固化劑及其製備方法。
背景技術：
環氧樹脂具有高附著力、低收縮、耐化學腐蝕性能優良、耐磨和絕緣性能好等優點，它作為塗料膠粘劑、複合材料樹脂基體、電子封裝材料得到了廣泛的應用。尤其是傳統的溶劑型環氧樹脂塗料，因含有大量的有機溶劑給生態環境和人類健康帶來了嚴重危害。隨著人們環保意識的日益增強和環保法規不斷完善，塗料工業向經濟、環境友好、節省能源和高生產效率的方向發展，水性塗料是其發展的重點之一。在環氧樹脂的應用中，固化劑佔有十分重要的位置。因此，研究和開發水性環氧樹脂固化劑成為當前研究的熱點。目前常用的水性環氧固化劑主要為改性胺類固化劑，包括醯胺化多胺、聚醯胺及胺加成物。這些固化劑都是將多元胺進行擴鏈、接枝、成鹽、中和等在分子結構中引入極性基團使其成為具有親環氧分子結構的離子型水分散型固化劑。同時它還作為陽離子型乳化劑對環氧樹脂進行乳化，兩組分混合後可製成穩定的乳液。但是聚醯胺類和離子型固化劑固化後的塗膜耐水和耐化學藥品性能較差、對PH值比較敏感，與鹼性顏料使用時易出現失穩現象。此外，中和過程使用的有機酸不僅使金屬易產生閃鏽，而且還會對環境造成汙染。目前國內外對室溫固化的非離子型水性固化劑的相關研究較少。美國專利US6127459採用液體環氧樹脂與芳香胺加成，然後加入端羧基聚醚在200°C反應，再加入甲苯和水攪拌形成固化劑乳液。採用這種方法得到的固化劑與環氧樹脂具有良好的相容性，塗層的機械性能也得到提高，但需要高溫合成，不僅耗能，也不利於安全生產。中國專利CN200510050589. 7採用聚乙二醇醚和烷基聚氧乙烯醚為表面活性劑，通過外加乳化劑製備了水性環氧固化劑，但固化劑固化後乳化劑趨向遷移至塗層表面，使塗層發白、耐水性差。文獻《高等化學工程學報》[2006,20(1) 94-99]採用聚醚多元醇二縮水甘油醚、三乙烯四胺和液體環氧樹脂為原料，採用兩步擴鏈法合成了非離子型自乳化水性環氧樹脂固化劑。在固化劑中引入親水性的聚醚鏈段和環氧樹脂鏈段，在賦予固化劑水分散性能的同時提高了與環氧樹脂的相容性。雖然製備工藝比較複雜，但該固化劑與液體環氧樹脂所形成的雙組份室溫固化塗膜性能優良，具有良好的柔韌性和耐衝擊性，同時改善了普通環氧樹脂固化後性能較脆的缺陷。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種非離子型室溫固化水性環氧固化劑及其製備方法。該方法不需加有機酸中和成鹽，製備工藝簡單，反應條件溫和。製備的固化劑與環氧固化後形成的塗膜具有很好的耐水性、柔韌性和耐衝擊性能。本發明提出一種可室溫固化的水性環氧固化劑，該固化劑的分子通式為
權利要求
1.一種室溫固化水性環氧樹脂固化劑，其特徵在於其分子通式用下式表示
2.一種室溫固化水性環氧樹脂固化劑製備方法，其特徵在於包括下列步驟 (1)在15 50°C恆溫條件下，向端氨基聚醚(ATPE)中緩慢滴加環氧樹脂(EP)溶液，攪拌反應6 24h ; (2)減壓蒸餾抽除溶劑，然後加入一定量的水分散得到室溫固化水性環氧固化劑。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於所述的端氨基聚醚的通式用下式表示
4.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於端氨基聚醚(ATPE)和液體環氧樹脂(EP)的物料摩爾比為端氨基聚醚環氧樹脂=2:1。
5.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於所述水性環氧樹脂固化劑為非離子型室溫固化劑。
6.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於環氧樹脂採用低分子量的雙官能團液體環氧樹脂E44、E51或其混合物。
7.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於水稀釋至固含量以質量百分比計為40 60%。
8.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於所述的配製環氧樹脂溶液所用的溶齊U為丙酮、四氫呋喃、乙醇中的一種或幾種，其中優選四氫呋喃作為溶劑。
全文摘要
本發明公開了一種室溫固化水性環氧固化劑及其製備方法，所述的製備方法包括(1)在15～50℃恆溫條件下，向端氨基聚醚中緩慢滴加環氧樹脂的溶液，攪拌反應6～24h；(2)減壓蒸餾抽除溶劑，然後加入一定量的水得到非離子型室溫固化水性環氧固化劑。本發明的水性環氧固化劑具有較好的水分散性和室溫固化性能，而且可以很好的控制環氧基和氨基的反應，不會發生凝膠現象。本發明提出的室溫固化水性環氧固化劑分子結構通式如下圖。
文檔編號C08G59/64GK102617830SQ201210084788
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者王剛, 趙立英 申請人:佛山市康泰威新材料有限公司, 廣東新勁剛超硬材料有限公司