[發明專利]一種非離子型水性環氧樹脂固化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010544544.X
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111621002B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 徐友輝;陳自然;王碧;陶果
• 申請（專利權）人: 四川職業技術學院
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C09D163/00;C07C213/04;C07C217/84
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 呂春艷

本發明公開了一種非離子型水性環氧樹脂固化劑及其制備方法。該方法包括：(1)將乙二醇二縮水甘油醚溶液升溫至60～90℃，然后加入3,4?二甲氧基苯胺溶液，于保護氣體氛圍中，保溫反應3～10h，蒸發濃縮后得乙二醇二縮水甘油醚?3,4?二甲氧基苯胺加成產物；(2)將步驟(1)所得產物攪拌升溫至50～70℃，然后加入封端劑，保溫反應3～10h后，再進行蒸發濃縮即可。本發明反應條件溫和，安全環保，制備得到的固化劑收率高。

技術領域

本發明屬于環氧樹脂固化劑合成技術領域，具體涉及一種非離子型水性環氧樹脂固化劑及其制備方法。

背景技術

研究能提高耐濕熱性，增韌增強，提高絕緣性，提高阻燃性能，降低粘度、改善加工性能的新型固化劑，通過改性提高現有樹脂固化劑的使用性能及通過復配技術實現固化劑的高效能、多功能是環氧樹脂固化劑的研究和發展方向。近年來，許多國家相繼頒布了限制揮發性有機溶劑(VOC)的環保法規，涂料的水性化成為涂料發展的重要趨勢，作為其配套使用的水性環氧固化劑，它的性質對涂膜的物理和化學性能有著至關重要的影響。在國外，對于水性環氧固化劑的研究較多，也有一些工業化的產品，但是價格昂貴。在國內，水性環氧固化劑的研究較少，鮮有成熟的產品。因此，開發具有自主知識產權的作為水性環氧體系配套使用的水性環氧固化劑，成為了一個熱門研究課題。

水性環氧固化劑分為I型和Ⅱ型兩大類。對于I型水性環氧體系，非離子型水性環氧固化劑必須既是交聯劑又是乳化劑，能確保固化劑與環氧樹脂具有良好的相容性，使其在水中具有很好的分散性。最早研制成功的I型水性環氧固化劑是Thomas Swan公司的Casmide 360及其改性產品Casmide 362。早期，采用酰胺化多胺用作I型水性環氧體系的固化劑，它雖然能使液體環氧樹脂乳化，但固化后的性能不佳，耐水性和耐化學性差，需對其加以改性才能保證固化后的性能接近溶劑型環氧樹脂涂料。由于聚酰胺類固化劑乳化的環氧樹脂體系的適用期較短，固化的涂膜柔韌性較差，沖擊性能較差，涂膜偏脆的缺點，改性后的聚酰胺類固化劑性能仍不甚理想，因此，用于I型水性環氧體系的固化劑主要是多胺-環氧加成物。胡劍青等以聚醚多元醇二縮水甘油醚與三乙烯四胺反應合成TETA-NPER-032加成物，然后與液體環氧樹脂(EPON828)進一步反應，合成出水性環氧固化劑。趙立英，馬會茹等人以雙酚A環氧樹脂E44和對甲氧基聚乙二醇苯甲胺為原料，合成了一種新型的非離子型的自乳化水性環氧樹脂。倪維良等人以丙二醇甲醚為溶劑，三乙烯四胺(TETA)、環氧樹脂、聚乙二醇(PEG)為原料，合成一種同時具有乳化和固化功能的水性環氧樹脂固化劑。

對于Ⅱ型水性環氧固化劑而言，由于其體系中的環氧樹脂已預先配成乳液，不需要再對環氧樹脂進行乳化，因而只需具有交聯劑的功能。目前使用的Ⅱ型水性環氧固化劑主要是采用嵌有親水性聚氧乙烯鏈段的脂肪胺或縮水甘油醚與環氧樹脂或多乙烯多胺反應制得的環氧-胺類固化劑，或與二聚酸反應生成聚酰胺類固化劑，它利用聚氧乙烯鏈段的親水性使得固化劑可以穩定的分散于水中，而采用環氧樹脂作為擴鏈劑可以提高固化劑與環氧樹脂的相容性。如Ciba公司研究了一種新型Ⅱ型水性環氧固化劑，低活性的固化劑是一種水溶性的環氧-胺加成物，而高活性的固化劑是一種改性的水溶性環氧-胺加成物，通過二者的配比來調節固化劑的反應活性。它不需要采用聚結溶劑用于固體環氧分散體，可制得O-VOC的環氧涂料。而傳統的Ⅱ型水性環氧體系需要加入聚結溶劑以降低樹脂的Tg以利于樹脂顆粒的聚結，這帶入了揮發性有機溶劑，而這種新型Ⅱ型水性環氧固化劑解決了這個問題。

水性環氧涂料既具有溶劑型環氧涂料良好的耐化學品性、附著性、物理機械性、電氣絕緣性，又有低污染、施工簡便、價格便宜等特點。至2O世紀7O年代國外開發出水性環氧涂料技術以來，水性環氧涂料得到了廣泛的應用。而作為水性環氧體系配套使用的水性環氧固化劑，它的性質對涂膜的物理和化學性能有著至關重要的影響。因此，開發具有自主知識產權的水性環氧固化劑對于我國涂料工業具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供一種非離子型水性環氧樹脂固化劑及其制備方法，旨在提供一種工藝簡單、安全環保、反應條件溫和、收率高的制備方法。