[發明專利]一種環氧樹脂無溶劑低溫固化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410165948.2
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103980463A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 龐浩;馬哲;楊元龍;廖兵;薛巍;徐宇亮;李朋娟;李海濤
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司南雄材料生產基地;中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08G59/62
• 分類號: C08G59/62;C08L63/00;C04B24/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲;裘暉

技術領域

本發明屬于環氧樹脂固化劑制備技術領域，特別涉及一種環氧樹脂無溶劑低溫固化劑及其制備方法與應用，該固化劑能較好應用于水泥砂漿中以及制備低溫和水環境中的環氧灌漿材料。

背景技術

環氧樹脂(EP)是一類重要的熱固性樹脂，具有粘接強度高、收縮率低、穩定性好、機械強度高和加工性好等優點，可作為涂料、膠黏劑、灌注物等廣泛應用于機械、電子、土木以及建筑等領域。如今，國內外對環氧樹脂材料的研究與開發主要集中在提高其環保性，包括無溶劑型環氧樹脂材料和水性環氧樹脂材料。但對于環氧樹脂材料在低溫和水環境中的粘結及固化性能的改進方面，所做的研究還不是很成熟。

環氧樹脂固化劑品種眾多，常溫和加熱固化劑能夠滿足大部分場合的使用要求，但在低溫快速固化領域，現在市場上多為脂肪多元胺或低分子硫醇化合物，它們在快速修補及冬季作業場合有著很大優勢，但也存在著一些缺點，多元胺易揮發，對人體的皮膚以及呼吸系統有損害，其毒性較大，低分子硫醇化合物臭味大，耐溫性差，只適合于臨時性應急之用，急需研發出低溫快速固化并能應用于水環境中的固化劑。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種環氧樹脂無溶劑低溫固化劑，該固化劑在低溫條件下固化時間可調，固化的效率優良，并且在有水環境下，固化時間短，固結體保證較好的力學性能，可滿足低溫下作業施工。

本發明另一目的在于提供一種上述環氧樹脂無溶劑低溫固化劑的制備方法。

本發明再一目的在于提供上述環氧樹脂無溶劑低溫固化劑在水泥砂漿以及制備低溫和水環境中的環氧灌漿材料中的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種環氧樹脂無溶劑低溫固化劑，包含以下質量百分數的組分：

優選地，上述環氧樹脂無溶劑低溫固化劑，包含以下質量百分數的組分：

所述的改性酚醛胺由以下方法制備得到：

(1)將多元胺A、間苯二胺和硫脲混合，攪拌下加熱溶解，升溫反應后再降溫反應，冷卻，得到硫脲改性胺。

(2)將多元胺B、硫脲改性胺和長烷基鏈酚混合，攪拌加熱下分批加入多聚甲醛，升溫反應，冷卻、洗滌，得到改性酚醛胺。

步驟(1)中所用多元胺A的質量為多元胺A、間苯二胺和硫脲總質量的25.8～50.2％。

所用間苯二胺的質量為多元胺A、間苯二胺和硫脲總質量的28.2～37.9％。

所用硫脲的質量為多元胺A、間苯二胺和硫脲總質量的21.6～36.3％。

所述加熱溶解的溫度優選為55～65℃，更優選為60℃。

所述升溫反應指加熱溫度至135～145℃，回流反應3～5小時；優選為140℃回流反應3小時。

所述降溫反應指降低溫度至50～60℃，反應1～2小時；優選為55℃反應1小時。

步驟(2)所述攪拌加熱指溫度為40～60℃；優選為50℃。

所述升溫反應指加熱溫度至90～100℃，回流反應2～4小時；優選為加熱溫度至95℃，回流反應3小時。

優選地，洗滌后在105～115℃下減壓蒸餾除去水；優選為110℃。

所用多元胺B的量為多元胺B、硫脲改性胺、長烷基鏈酚和多聚甲醛總質量的26.6～46.0％。

所用硫脲改性胺的量為多元胺B、硫脲改性胺、長烷基鏈酚和多聚甲醛總質量的32.2～42.4％。

所用長烷基鏈酚的量為多元胺B、硫脲改性胺、長烷基鏈酚和多聚甲醛總質量的17.3～23.7％。

所用多聚甲醛的量為多元胺B、硫脲改性胺、長烷基鏈酚和多聚甲醛總質量的4.5～8.3％。

上述制備方法中，所述的多元胺A優選為乙二胺、1,6-己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和五乙烯六胺中的至少一種。

所述的多元胺B優選為甲苯二甲胺、異佛爾酮二胺、三甲基六亞甲基二胺、二乙基三胺和聚醚胺(D-400)中的至少一種；優選為異佛爾酮二胺。

所述的長烷基鏈酚優選為對甲基苯酚、丁基酚、辛基酚、壬基酚和腰果酚中的至少一種。

所述的多聚甲醛優選直接使用多聚甲醛粉末。

上述反應優選在惰性氣體氛圍中進行，優選為氮氣氛圍。

本發明的環氧樹脂無溶劑低溫固化劑中，所述的偶聯劑優選為2-(3,4-環氧環己烷基)乙基三乙氧基硅烷(KH567)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的至少一種。