[發(fā)明專利]一種自增韌環(huán)氧樹脂固化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110058856.0
• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN102161749A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 謝建軍;黃凱;冉德龍;李娜
• 申請（專利權）人: 中南林業(yè)科技大學
• 主分類號: C08G59/62
• 分類號: C08G59/62;C08G8/28;C08G8/08;C09J163/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

技術領域

本發(fā)明屬于化工新材料或建筑膠粘劑固化劑技術領域，具體涉及到一種環(huán)氧樹脂體系的曼尼希改性固化劑的制備。

背景技術

目前，胺類和改性胺類固化劑對環(huán)氧樹脂體系是最實用的，改性胺類固化劑的配方主要是以脂肪族和脂環(huán)族胺為基礎來改性的。環(huán)氧樹脂固化物斷裂伸長率低，脆性大，粘接件不耐疲勞，為此需對其進行增韌改性。按增韌機理可分為化學增韌和物理增韌。近年來研究較多的增韌劑主要有：橡膠類彈性體、熱塑性樹脂、納米材料、液晶聚合物和柔性固化劑，而柔性固化劑主要有長鏈烷基胺、酚醛改性胺固化劑?，F已有的酚醛改性胺固化劑缺點是固化產物太脆，耐水和耐潮濕的性能不理想。腰果酚醛及壬基酚醛改性胺固化劑是具有自增韌的酚醛改性胺固化劑。腰果酚醛改性胺已有文獻和公開專利，而壬基酚醛改性胺暫未見公開報道。

發(fā)明內容

針對現有技術的缺陷，本發(fā)明提供了一種自增韌環(huán)氧樹脂固化劑，該自增韌環(huán)氧樹脂固化劑剪切粘接強度、拉伸強度和耐沖擊強度都有增強，且無需脫水操作，一步完成，工藝簡單。

本發(fā)明提供了一種自增韌環(huán)氧樹脂固化劑，由壬基酚、多聚甲醛和乙二胺組成，各組分所占摩爾比例為：

壬基酚：????????1.2?mol～1.8mol

乙二胺：????????1.5?mol～2.2?mol

多聚甲醛：???????0.6?mol～1.2?mol。

本發(fā)明還提供了制備上述自增韌環(huán)氧樹脂固化劑的方法，具體步驟為：

a)??????按上述摩爾比將壬基酚加入反應釜；

b)??????加入上述摩爾比的乙二胺，室溫攪拌4-6分鐘；

c)??????然后邊升溫邊分批加入上述摩爾比的多聚甲醛，升溫到40-80℃，然后保溫1.5-2.5小時左右，冷卻降溫到20-25℃，得自增韌環(huán)氧樹脂固化劑。

該自增韌環(huán)氧樹脂固化劑為淡黃色粘稠液體，測得胺值和粘度，分別為340～450mgKOH/g、235～2200mPa.s左右。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

1??自增韌酚醛改性胺固化劑中引入了長鏈壬基酚，增加了固化體系的韌性、耐水性和耐潮濕性。

2??自增韌酚醛改性胺固化劑合成時采用的固體多聚甲醛，產物中水含量較少，簡化了后處理工藝。

3?本發(fā)明涉及的自增韌酚醛改性胺固化劑無需縮聚反應后的減壓（真空）脫水操作，工藝簡單，操作方便，對設備要求不高，易于工業(yè)化生產。

4?固化劑應用于室溫固化或水中固化環(huán)氧膠粘劑，配制時固化24小時后干態(tài)剪切粘接強度為21.91MPa，拉伸強度為12.5MPa，沖擊強度為9.41kJ/m²；濕態(tài)涂膠水中固化7d剪切粘接強度為5-7MPa。而現有技術的810水下固化劑的濕粘接強度為1.50~2.60MPa，抗拉強度為18.4~?26.1MPa。

具體實施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明做進一步地詳細說明，但是本發(fā)明保護的范圍并不局限于實施例所表示的范圍。

實施例1：

稱量壬基酚110g，乙二胺30g，多聚甲醛10g。在恒溫油浴鍋內，向裝有攪拌器、熱電偶、冷凝管的250毫升的三口燒瓶中加入110g壬基酚，再加入30g乙二胺，在室溫下攪拌4分鐘，開始加熱，升溫到40℃后，開始分批多次加入多聚甲醛(溫度從40℃升到50℃時加入多聚甲醛質量總量的40%，溫度從50℃升到60℃時加入多聚甲醛總量的30%，60℃到70℃時加入多聚甲醛總量的20%，70℃到80℃時加入多聚甲醛總量的10%)，升溫至80℃后，保溫2小時。冷卻到20℃得到淡黃色的粘性液體，出料，測定胺值和粘度，分別為340.50KOH/g、1387.5mPa.s。

實施例2：

稱量壬基酚110g，乙二胺30g，多聚甲醛6g。在恒溫油浴鍋內，向裝有攪拌器、熱電偶、冷凝管的250毫升的三口燒瓶中加入110g壬基酚，再加入30g乙二胺，在室溫下攪拌5分鐘，開始加熱，升溫到40℃后，開始分批多次加入多聚甲醛(溫度從40℃升到50℃時加入多聚甲醛質量總量的40%，溫度從50℃升到60℃時加入多聚甲醛總量的30%，60℃到70℃時加入多聚甲醛總量的20%，70℃到80℃時加入多聚甲醛總量的10%)，升溫至80℃后，保溫2小時。冷卻到20℃得到淡黃色的粘性液體，出料，測定胺值和粘度，分別為348.52KOH/g、485mPa.s。

實施例3：