[发明专利]一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂固化剂，尤其是涉及一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有高强度，防水性，而且使用方便，因此广泛地应用在复合材料、粘接剂、涂料、建筑材料等领域。但高粘性之环氧树脂必须加入溶剂或稀释剂以便于加工，但溶剂或稀释剂为对人体有害之物质，在加工过程中可能释出，危害施工者或使用者之身体健康，近年来各产业开始重视无溶剂和水性环氧树脂。无溶剂环氧树脂往往必须加入活性稀释剂以降低其粘度，但某些活性稀释剂具有挥发性，其具有与溶剂一样甚至更严重之危害性。因此，为了解决溶剂及其它有机挥发物的问题，以水为溶剂之环氧树脂得以发展。而环氧树脂在应用中必须与固化剂配合使用才能发挥其应有的效果,而且固化剂对环氧树脂固化后的性能具有非常重大的影响。一般环氧树脂固化剂在水相环境中有两种极端性质，一种是完全溶入水中，另一种是完全不溶入水中，不管哪一种情况，对水性环氧树脂都具有不利的影响。水性环氧树脂在水中呈乳化形态，如果环氧树脂固化剂在水相环境中完全溶入水中，则会使水性环氧树脂油相部份缺少固化剂；如果环氧树脂固化剂在水相环境中完全不溶入水中，固化剂在水中会析出，无法在水中分散。因此，为使水性环氧树脂达到最佳性能，针对水性环氧树脂之专用固化剂的研发有其必要性。

中国专利CN1958639公开一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法。该方法是经过环氧树脂与聚醚二元醇的缩合反应、对多乙烯多胺加成改性、封端和成盐等步骤制成水性环氧树脂固化剂，其封端是将丙烯腈与加成改性所得的多乙烯多胺改性物按腈基与伯胺氢以1.1～1.2∶1.0的摩尔比混合，在温度为65～70℃条件下反应1.5～2.0h。所制备的水性环氧树脂固化剂固含量为45～50％，胺值范围为290～500，粘度为8.0ps～14ps。本发明胺当量适中、可乳化和固化低分子量环氧树脂、合成简便；能在常温下固化环氧树脂、无毒无害、无可挥发有机溶剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法。

所述水性环氧树脂固化剂的组份及按质量比如下：

水性环氧树脂                                100；

水溶性之自由基引发基                        0.1～1；

脂肪胺                                      6～20；

三级胺                                      1～30；

相转移催化剂                                0.1～5；

单体                                        0～20；

水性乳液                                    20～200；

碱液                                        1～20；

水                                          20～100。

所述水性环氧树脂可为：将配比的非水性树脂与水性起始剂放入反应釜中混合，在120～160℃加压反应1～2h即得（参见文献：本申请人的中国专利CN200910310409.2）。

所述水溶性自由基引发剂可选自过硫酸钠，过硫酸钾，4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)，4,4-偶氮双(4-氰基戊酸钠)，4,4-偶氮双(4-氰基戊醇)，过氧化甲乙酮，过氧化环己酮，及其它相关起始剂，可加入非水性起始剂如4,4-偶氮双(4-氰基丁烷过氧化二碳酸二-2-苯氧基酯)，过氧化二碳酸二(4-叔丁基环已烷)，2,5-二(2-乙基己酰过氧)-2,5-二甲基乙烷，过氧化苯甲酰，叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯，2-叔丁基偶氮-2-氰基丙烷，2-叔丁基偶氮-二氰基丁烷，1,1-二(叔丁基过氧)3，3,5-三甲基环己烷，1,1-二(叔丁基过氧)环己烷，1-叔丁基偶氮-1-氰基环己烷，O,O-叔丁基-O-异丙基单过氧化碳酸酯，过苯甲酸丁酯，乙基-3,3-二(过氧化叔丁基)丁酸酯，过氧化二异丙苯，过氧化月桂酸，2,5-二甲基己烷-2,5-二过氧化乙基己酸酯，过氧化-2-乙基己酸叔丁酯，过氧化丁烯酸叔丁酯，3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯，及其它相关起始剂。

非水性起始剂就增加材料硬化后的疏水性,和水性起始剂共享,调节材料在硬化前可以分散在水中乳化,硬化后具有一定的疏水性.