[发明专利]一种环氧树脂多胺固化剂及一种水性环氧固化剂乳液

说明书

技术领域

本发明属于化学类有机合成材料和化工工艺技术领域，涉及一种环氧树脂多胺固化剂及水性环氧固化剂乳液。

背景技术

环氧树脂广泛应用于多种金属与非金属的粘结、涂料、电气绝缘材料、玻璃钢/复合材料、浇注制灌封材料等方面。但环氧树脂是热塑性线型树脂，本身不能发生交联反应。只有加入固化剂后，生成三维网络结构（体型网状结构）的固化物，环氧树脂才能得到实际应用。要使环氧树脂和固化剂能充分混合、完全固化，形成致密均匀的固化膜，保证环氧树脂和固化剂有较好的相容性是关键。

环氧-多胺固化剂是目前最常用的一种室温固化水性环氧固化剂。刘志远等采用环氧树脂E-51、聚醚4000、多乙烯多胺等原料进行反应制备胺封端的聚醚-环氧-胺加成物。与现有的市售水性环氧固化剂固化性能相比，固化物的柔韧性和耐冲击性有很大提高。Waler F.H将液体环氧树脂与多胺进行亲核加成反应，制备了一种亲环氧树脂的水溶性固化剂，但是该固化剂未进行封端反应，固化反应活性大，适用期短，固化膜性能不佳。Klein等人首先将环氧树脂与聚乙二醇二缩水甘油醚进行加成反应，再将得到的产物加入到异佛尔酮二胺与聚氧丙烯二胺的混合胺中反应，制成了一种环氧-多胺水性固化剂，但相容性有待提高。环氧树脂大多是以乳状液的形式分散于水中，传统的水性环氧固化剂与环氧乳液的相容性有限，会影响固化的均匀性，导致固化剂难以乳化、均匀性差、施工适用期短的问题。

为解决上述问题，可以从两方面入手，1是研究新型乳化剂，提高固化剂与环氧乳液的相容性；2是研究对固化剂进行改性以提高相容性，使得固化剂易乳化、均匀性好。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种环氧树脂多胺固化剂，并提供了一种水性环氧固化剂乳液。本发明的环氧树脂多胺固化剂通过将多元胺改性成具有亲环氧树脂的环氧树脂多胺固化剂，再将环氧树脂多胺固化剂通过相反转法制备成固化剂乳液，环氧树脂和固化剂的相容性得到进一步改善，得到的产物水性环氧固化剂乳液是乳状液，与环氧树脂乳液相容性好，促进固化均匀，改善了固化膜的综合力学性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明的技术方案之一：

一种环氧树脂多胺固化剂，由以下制备方法制备得到：

1）多胺混合物的加成反应：将多胺混合物与双酚A型环氧树脂按照摩尔比为2-2.5:1在60℃-75℃下反应170min-190min，得环氧树脂-多胺混合物；所述多胺混合物是由脂肪胺和间苯二甲胺按照摩尔比1～1.2:1组成；

2）封端反应：在60℃-75℃下，在环氧树脂-多胺混合物中加入单环氧化合物反应110min-130min，其中单环氧化合物加入的物质的量与多胺混合物的物质的量之比为0.7-0.8:1，得环氧树脂多胺固化剂；所述单环氧化合物为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和十二烷基缩水甘油醚的一种或两种。

步骤1）中所述脂肪胺优选选自二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。

步骤1）中所述多胺混合物与环氧树脂按照摩尔比优选为2.2:1。

步骤1）中多胺混合物优选是由脂肪胺和间苯二甲胺按照摩尔比1:1组成。

本发明的技术方案之二：

一种水性环氧固化剂乳液，具体制备方法为：用乳化剂乳化所述环氧树脂多胺固化剂得水性环氧固化剂乳液，所述乳化剂的化学结构式为：

其中，n’的取值为范围91～226，R的结构式为：

且n的取值为0.12～0.42。

具体优选的乳化方法为：在60℃-75℃下，将乳化剂加入所述环氧树脂多胺固化剂中，乳化剂加入量为环氧树脂多胺固化剂总质量的18%-22%，然后加入水至相反转，搅拌15min～20min，得水性环氧固化剂乳液。

所述n’的取值优选为120～160，n的取值优选为0.12、1.34或0.42。

所述n’的取值更优选为136，n的取值优选为0.12、0.34或0.42。

步骤3）中所述乳化剂加入量优选为环氧树脂多胺固化剂总质量的20%。

下面对本发明做进一步的解释和说明：

本发明的环氧树脂多胺固化剂通过将多元胺改性成具有亲环氧树脂的环氧树脂多胺固化剂，再将环氧树脂多胺固化剂通过相反转法制备成固化剂乳液，环氧树脂和固化剂的相容性得到进一步改善。