[發(fā)明專利]低粘度腰果酚改性胺固化劑及其制備方法和應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210106159.2
• 申請(qǐng)日: 2012-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102633992A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉聽(tīng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海經(jīng)天新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08G59/62
• 分類號(hào): C08G59/62;C07C215/50;C07C215/64;C07C213/08;C07C225/20;C07C221/00;C07D295/13;C09D163/00;C09D7/12;C09D5/08
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 解文霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低粘度腰果酚改性胺固化劑及其制備方法和應(yīng)用。?

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂涂料是防腐蝕涂料的主力軍，其用途廣泛，是現(xiàn)代防腐蝕涂料不可或缺的品種。在環(huán)氧樹脂涂料使用之前，必須將環(huán)氧樹脂本體或其涂料與固化劑在合適稀釋劑中充分混合，經(jīng)適當(dāng)施工后形成涂層。而環(huán)氧樹脂的使用性能很重要的因素之一就是所使用的固化劑，固化劑的選擇對(duì)環(huán)氧樹脂涂料的使用效果，性能的發(fā)揮起到?jīng)Q定性的作用。聚酰胺類固化劑粘度高，低溫使用不良，固化速度較慢，耐熱性比較低，熱變形溫度低，耐汽油、烴類溶劑性耐堿性相對(duì)較差；多元胺類固化劑使用期短，反應(yīng)過(guò)快而發(fā)熱，吸潮性強(qiáng)，泛白易碳酸胺化，其中一些還有毒性；脂環(huán)族胺類固化劑反應(yīng)較慢，且需添加促進(jìn)劑才能常溫固化。傳統(tǒng)固化劑的粘度一般在20000-40000Pa.s，因此使用時(shí)需加入大量稀釋劑才能制漆使用，所用稀釋劑一般為二甲苯、正丁醇，具有刺激性氣味及毒性，不符合發(fā)展綠色環(huán)保涂料的發(fā)展方向。?

現(xiàn)代的防腐蝕涂料應(yīng)用領(lǐng)域主要是橋梁、海洋構(gòu)造物、船舶、風(fēng)電和核電等領(lǐng)域，這些應(yīng)用領(lǐng)域要求環(huán)氧樹脂涂料有出色的附著力，良好的柔韌性，能低溫施工及適應(yīng)低表面處理要求，干燥快，且毒性要低，上述傳統(tǒng)固化劑均滿足不了現(xiàn)代防腐蝕涂料應(yīng)用和發(fā)展需求。因此，開(kāi)發(fā)新型固化劑是環(huán)氧樹脂應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分。?

腰果酚作為再生型植物資源，其結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)有利于提高強(qiáng)度和耐熱穩(wěn)定性，具有優(yōu)異的憎水性，其上的羥基對(duì)胺的活潑氫原子與環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)反應(yīng)具有催化作用，干燥快，毒性低，且利于成膜后涂料對(duì)包括鋼結(jié)構(gòu)、混凝土在內(nèi)的各種底材的良好附著力。CN101319042A和CN101333286A中披露了腰果酚與醛及多元胺發(fā)生曼尼希(Mannich)反應(yīng)，制備環(huán)氧固化劑，其中的多元胺為芳香胺或脂肪胺，芳香胺及脂肪胺的毒性偏大且固化劑達(dá)不到所預(yù)期的柔性，在低溫施工或低表面處理?xiàng)l件下固化成膜性差。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低粘度腰果酚改性胺固化劑及其應(yīng)用，用以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的一種低粘度腰果酚改性胺固化劑，以腰果酚、37％甲醛水溶液和脂環(huán)二胺為起始原料，經(jīng)曼尼希(Mannich)反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物，其包含如下結(jié)構(gòu)通式的化合物：?

所述低粘度腰脂果酚改性胺固化劑粘度為50～2000Pa.s；?

所述結(jié)構(gòu)通式表示，-CH₂NHRH₂基可以取代腰果酚上任一芳香氫；?

進(jìn)一步，所述-NHRNH₂為脂環(huán)二胺，其結(jié)構(gòu)式如下：?

的一種以上；?

進(jìn)一步，所述低粘度腰果酚改性胺固化劑的粘度為100～500Pa.s；?

本發(fā)明同時(shí)提供了上述低粘度腰果酚改性胺固化劑的制備方法，以腰果酚、37％甲醛水溶液和脂環(huán)二胺為起始原料，經(jīng)曼尼希(Mannich)反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物，其反應(yīng)方程式如下：?

進(jìn)一步，所述腰果酚、37％甲醛水溶液和所述脂環(huán)二胺的投料摩爾比為1.0～1.35∶0.8～1.2∶0.8～1.2；?

進(jìn)一步，所述脂環(huán)二胺選自：?的一種以上；?

進(jìn)一步，具體的制備步驟包括：?

1)30～40℃條件下將腰果酚放入反應(yīng)容器中，滴加脂環(huán)二胺，然后再滴加37％甲醛水溶液；?

2)升溫至75～85℃，反應(yīng)4～5小時(shí)；?

3)在70～100℃，真空度6.65～13.3KPa進(jìn)行脫水，收集而獲得所述固化劑。?

本發(fā)明還提供了上述低粘度腰果酚改性胺固化劑的應(yīng)用，在無(wú)溶劑的條件下，所述腰果酚改性胺固化劑可用于環(huán)氧樹脂涂料；?

進(jìn)一步，所述環(huán)氧樹脂涂料中低粘度腰果酚改性胺固化劑與環(huán)氧樹脂的重量配比為10∶5～10∶10；?

進(jìn)一步，所述固化溫度為0℃～40℃。?

本發(fā)明中腰果酚為再生型植物資源，采用脂環(huán)胺結(jié)構(gòu)中碳鏈較長(zhǎng)，柔性好，能為所生成的固化劑提供更好的柔韌性，并且脂環(huán)二胺較之芳香胺和脂肪的胺的毒性小。本發(fā)明提供低粘度腰果酚改性胺固化劑的原料價(jià)廉易得，低VOC且環(huán)保，使用時(shí)在避免引入毒性大的溶劑的同時(shí)也降低了產(chǎn)品成本，因此更加符合節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念，具有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。本發(fā)明提供低粘度腰果酚改性胺固化劑對(duì)于固化條件要求低，可以用于低表面處理，潮濕表面上施工成膜，在0℃以下仍然可以使環(huán)氧樹脂固化成膜，形成的強(qiáng)有力的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使整個(gè)體系具有出色的防腐蝕性能。?