[發明專利]一種固化劑組合物及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310074411.0
• 申請日: 2013-03-10
• 公開（公告）號: CN103146149A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 姚金水;李梅;喬從德;張獻;劉偉良
• 申請（專利權）人: 山東輕工業學院
• 主分類號: C08L63/02
• 分類號: C08L63/02;C08K3/36;C08K7/20;C08G59/54;C08G59/46;C08G59/40;C08J9/28;B28B7/00
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技術領域

該發明屬于陶瓷成型模具用高分子材料領域，涉及微孔陶瓷成型模具的固化劑及其組合物，尤其涉及適用于環氧樹脂基微孔陶瓷成型模具的固化劑及其組合物。

背景技術

[0002]?傳統的陶瓷成型模具材料是石膏，微孔高分子模具是石膏模具的最理想替代品，我們在中國發明專利ZL200610146610.8中報道了一種用于陶瓷成型的環氧樹脂基微孔塑料模具的制造方法。該方法是以環氧樹脂為主要原料，輔以無機增強劑，通過形成油包水乳液，然后與固化劑反應而成型，包覆于環氧樹脂中的水分揮發致孔，形成微孔塑料模具。

由于該種模具在成型以前首先是要形成穩定的油包水乳液，因此采用的固化劑必須具有一定的親水性，同時有助于油包水環氧樹脂乳液的穩定。大多數脂肪胺類固化劑都是水溶性的，而環氧樹脂則是憎水型的，所以脂肪胺在水中無法固化液體環氧樹脂。因此需要通過引入憎水性基團，來改變脂肪胺的分子結構，增加其在水中與環氧樹脂的相容性，同時提高其乳化環氧樹脂的能力。

水性環氧固化劑主要有3類:1)由多元胺與單脂肪酸反應制得的酰胺化的多胺；2)由二聚酸與多元胺進行縮合而成的聚酰胺；3)由多元胺與環氧樹脂加成得到的多胺-環氧加成物。最常見的是第三種的部分酸中和產物（如，周繼亮等，2005,33（2）：25-28），但是這些水性固化劑在發揮固化劑的作用以前都是對傳統水包油型環氧樹脂具有穩定作用，并不適用于油包水型環氧樹脂的固化和穩定化。體現在量化指標上就是說適用于該油包水體系的固化劑的親水親油平衡值（HLB值）要比傳統的水性固化劑小的多。一般環氧樹脂的HLB值在3左右，而第三種水性固化劑的HLB值要高得多，無法與之匹配。

因此，要求適合于該發明的固化劑既要有一定的親水性，同時其親油性必須比傳統的水性固化劑要高，考慮到要兼具油包水的乳化作用，這種親油性要求又不能太高，必須有一個合適的匹配。

發明內容

本發明的目的，是提供一種固化劑組合物及其制備方法，在以上油包水環氧樹脂-固化劑體系用于制造微孔陶瓷成型模具時，可以在50℃以上提供初始固化反應熱，促使以上體系破乳，引發前述固化劑與環氧樹脂的高溫固化反應，并使水分揮發致孔。其中的固化劑應適用于油包水環氧樹脂乳液體系，其應該兼具油包水的乳化作用，HLB值介于7-10之間，重均分子量為1500-2600。而其與環氧樹脂體系混合后應具有一定的適用期，即穩定性，要求在常溫下具有30天以上的儲存穩定期。

為實現上述目的，以合成的固化劑與液態環氧樹脂為主要原料，輔以表面活性劑、無機粉狀填料和水，按照以下配比和方法配制成穩定的油包水乳液，該乳液可以穩定儲存30天以上。

一種固化劑組合物，其特征是，液態環氧樹脂100重量份，合成固化劑40-50重量份，表面活性劑5-10重量份，無機粉狀填料100-150重量份，水100-150重量份。

本發明中所用的液態環氧樹脂使為液態雙酚A型或者雙酚F型環氧樹脂，優選的是液態雙酚A型環氧樹脂。所述的表面活性劑為吐溫80和斯班60乳化劑中的一種或者兩種任意比例的復配物。所述的無機粉狀填料為平均粒徑在5-10μm的石英粉和玻璃微珠中的一種或者兩種。

本發明所述的固化劑組合物的制備方法，在一不銹鋼容器中將以上配方中除水以外的成分在快速攪拌下進行充分混合，之后加入水，攪拌30-40分鐘，得到穩定的油包水乳液。所述快速攪拌為：攪拌速度150～200r/min。

所述的合成固化劑，由二聚酸和脂肪酸與多乙烯多胺聚合得到，HLB值介于7-10之間，重均分子量為1500-2600。

所述合成固化劑的合成方法，包括下列步驟：

1）將二聚酸和脂肪酸加入到反應瓶中，攪拌升溫至180-220℃，保溫下，于3小時內滴加多乙烯多胺，同時不斷分出生成的水，滴加完后，再攪拌反應1小時。?

2）降溫到40℃后，攪拌下，于1小時內滴加相當于多乙烯多胺30%-40%摩爾配比的有機酸。

優選的，步驟1）中二聚酸和脂肪酸的摩爾質量配比為6:4到9:1，二聚酸與脂肪酸中總羧基摩爾比與多乙烯多胺的端氨基摩爾配比為1:1。

更優選的，步驟1）中二聚酸和脂肪酸的摩爾質量配比為7:3到8:2。

優選的，步驟1）中保溫時的反應溫度是200-210℃。