[發明專利]水性環氧固化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910458164.1
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110156957B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 陳洪英;張英強
• 申請（專利權）人: 上海驍鵬新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G59/40
• 分類號: C08G59/40;C08G59/36;C08G59/50;C08G59/42;C07C213/04;C07C215/18;C07C213/08;C07C217/84
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹;冉晶

本發明提供了一種水性環氧固化劑及其制備方法和應用。所述的水性環氧固化劑為含有多個亞氨基和羥基的有機胺類固化劑，其通過含有下述物質的制備原料反應得到：三官能度以上環氧樹脂，單官能度環氧活性稀釋劑，脂肪族多元胺和羧酸；其中，所述三官能度以上環氧樹脂是指環氧樹脂的分子結構含有三個以上環氧基團；所述單官能度環氧活性稀釋劑是指環氧活性稀釋劑的分子結構含有一個環氧基團；所述脂肪族多元胺含有兩個以上氨基(?NH₂)。本發明的水性環氧固化劑在制備中無需胺類化合物大量過量，且制備的水性環氧固化劑乳液十分穩定。可廣泛用于飛機、船舶、建筑、交通和各種機械設備的保護涂層的制備。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種水性環氧固化劑及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂是指含有兩個或多個環氧基，以脂肪族、脂環族或芳香族鏈段為主鏈的高分子預聚物，因其優異的基材附著力、耐熱性、耐腐蝕性等廣泛應用于雙組分環氧防腐涂料中。溶劑型環氧涂料因含有甲醛、苯等有機揮發物，嚴重危害生態環境和人體健康，因此開發以水代替有機溶劑的水性環氧涂料是當今涂料行業發展的必然趨勢。而水性環氧固化劑是水性環氧涂料重要組成部分，對涂料的最終性能起著決定性的作用。

而市場上大多采用改性脂肪胺合成水性環氧固化劑。采用以多乙烯多胺與環氧樹脂反應，再用有機酸中和成鹽，合成離子型水性環氧固化劑已見報道，CN102020908A公開了一種具有優異耐水性和耐鹽霧性水性環氧防腐涂料的制備方法，其中對水性環氧固化劑制備方法為：在三口瓶中加入三亞乙基四胺，攪拌升溫，滴加環氧樹脂E-51，然后保溫反應2小時后，再在該溫度下加入苯基縮水甘油醚和硅烷偶聯劑KH-560，半小時加完，保溫反應2小時后，加入少量的乙酸中和，加軟化水兌稀，降溫、出料，得水性環氧固化劑。該方法制備的水性環氧固化劑是經過對傳統的胺類固化劑改性而得，它確實克服了未改性胺類固化劑存在的使用溫度下揮發性大、毒性大、固化快、還會吸收二氧化碳降低固化效果等缺陷，但是這類改性方法必須要求將胺類大大過量，這樣不僅浪費原料增加成本，過多存在的胺類還會導致固化物的性能下降，對環境造成不良影響。錢瑞等人(《自乳化水性環氧固化劑的合成及性能》涂料工業)采用單環氧化合物(AGE)為封端劑，環氧樹脂(E44)為擴鏈劑，以三亞乙基四胺(TETA)為原料，合成了一種具有自乳化效果的水性環氧固化劑。

發明內容

目前現有技術中存在的技術問題是，現有技術采用環氧樹脂改性胺類固化劑必須要胺類大大過量。環氧固化劑的相容性和穩定性有待進一步提高。

本發明旨在提供一種胺類無需大量過量，且水性化穩定的水性環氧固化劑乳液。本發明的目的之二是提供一種制備方便、易于規模化生產的水性環氧固化劑及其制備方法。

本發明人為解決上述技術問題發現，采用多官能團環氧樹脂，制備水性環氧固化劑，該做法將直接使生成物的結構中出現較多(優選8-20個)的亞氨基，進而進行成鹽水性化，使制備的水性環氧固化劑可以與水建立更多的親水相互作用，相比多數采用的二官能團環氧樹脂制備的水性環氧固化劑來說，穩定性更佳；另一方面，該結構含有較多的亞氨基使其與水性環氧樹脂反應更快，生成更多的交聯結構，使樹脂的固化物的硬度增加。該水性環氧固化劑可廣泛用于飛機、船舶、建筑、交通和各種機械的涂層防護技術領域，能滿足水性環氧樹脂使用。

具體來說，本發明提出了如下技術方案：

一方面，本發明提供了一種水性環氧固化劑，其中，所述水性環氧固化劑為含有多個亞氨基和羥基的有機胺類固化劑，其通過含有下述物質的制備原料反應得到：三官能度以上環氧樹脂，單官能度環氧活性稀釋劑，脂肪族多元胺和羧酸；

其中，所述三官能度以上環氧樹脂是指環氧樹脂的分子結構含有三個以上環氧基團；

所述單官能度環氧活性稀釋劑是指環氧活性稀釋劑的分子結構含有一個環氧基團；

所述脂肪族多元胺含有兩個以上氨基(-NH₂)。