[发明专利]一种非离子型水性环氧树脂固化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非离子型水性环氧树脂固化剂的制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优异的附着性、耐辐照性、热稳定性、耐酸碱性、绝缘性及机械强度等而被广泛应用于涂料、粘合剂及复合材料等各个领域。随着人们对环境保护要求的日益迫切和严格，环氧涂料的水性化成为其发展的主要趋势，而制备与之匹配的水性环氧树脂固化剂显得尤为重要。目前常见的水性环氧固化剂有离子型和非离子型，而离子型水性固化剂在制备时需要采用有机酸中和成盐，这样，产品中存在的有机酸易使金属闪锈，影响环氧涂料的防腐蚀效果，另外，当与碱性颜、填料一起使用时，易出现失稳现象。因此，为了克服以上缺点开发非离子型水性环氧树脂固化剂已是发展趋势。例如，中国专利CN101007863A公开了一种非离子型室温固化水性环氧固化剂的制各方法，但是其制备工艺中，括链反应所用胺是过量的，而这些过量的胺反应完成后必须除去；另外，在进一步括链反应中，又使用了大量溶剂，反应完成后还要减压蒸馏除去。所以，工艺相对复杂，能耗高，成本增加，难以产业化；中国专利CN102190800A公开了一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法，该方法在环氧树脂与聚醚醇类物质进行环氧基团与羟基的缩合反应过程中引入了含有羟基的乙二醇醚类或丙二醇醚类溶剂，反应体系中增加了额外的羟基，很容易产生暴聚，反应不够平稳。另外，该方法中添加了单环氧化合物，使工艺相对繁琐。

发明内容

本发明的目的是：提供一种反应更加平缓温和，工艺比较简单的非离子型水性环氧树脂固化剂的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种非离子型水性环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤和工艺如下：

①制备环氧树脂与聚醚的缩合物

将环氧树脂、聚醚和溶剂一起搅拌加热至60～65℃使物料混合均匀，然后在此温度下，滴加由三氟化硼乙醚和溶剂组成的浓度为1～5wt％的催化剂溶液，滴加时间至少0.5h，滴加完毕，在此温度下，再搅拌反应至少0.5h后，加入去离子水终止反应得到缩合物，其中，环氧树脂与聚醚的摩尔比为2.0～2.5∶1；在缩合反应体系总重量中，三氟化硼乙醚占0.1～0.5％，溶剂占10～50％，其中用于溶解环氧树脂的溶剂与用于溶解三氟化硼乙醚的溶剂的重量比为1～3∶1；

②制备非离子型水性环氧树脂固化剂

按环氧基团与多胺的伯氨基团摩尔比为1∶2.0～3.0称取环氧树脂和多胺，常温下，将环氧树脂一次性或分批次加入到多胺与溶剂的混合液中一起搅拌加热，控制温度在60～65℃之间进行反应至少0.5h，得到多胺加成物，然后按步骤①制得的缩合物与多胺加成物的重量比为1.0～4.0∶1加入步骤①制得的缩合物，再在此温度下，搅拌反应2～4h，得到改性的多胺加成物，随后减压蒸馏脱除溶剂后，滴加蒸馏水将所得改性的多胺加成物的固体含量调整为45～55％，即制得非离子型水性环氧树脂固化剂，其中，溶剂与多胺的重量比为1∶1；

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51、E-44或E-20中的一种，且步骤①和步骤②所用的环氧树脂相同；

所述溶剂为丙酮或丁酮且步骤①和步骤②所用的溶剂相同；

所述聚醚为聚乙二醇，其平均分子量为600～4000；

所述多胺为脂肪族多胺或芳香族多胺。

上述制备方法中，所述步骤②中的脂肪族多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的一种，芳香族多胺为间苯二胺或间苯二甲胺。

上述制备方法中，所述步骤②的环氧树脂分批次加入为两批次或三批次加入，各批次之间时间间隔为0.5h。

上述制备方法制得的非离子型水性环氧树脂固化剂的胺值范围为30～200mgKOH/g。