[发明专利]一种环氧树脂无溶剂低温固化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于环氧树脂固化剂制备技术领域，特别涉及一种环氧树脂无溶剂低温固化剂及其制备方法与应用，该固化剂能较好应用于水泥砂浆中以及制备低温和水环境中的环氧灌浆材料。

背景技术

环氧树脂(EP)是一类重要的热固性树脂，具有粘接强度高、收缩率低、稳定性好、机械强度高和加工性好等优点，可作为涂料、胶黏剂、灌注物等广泛应用于机械、电子、土木以及建筑等领域。如今，国内外对环氧树脂材料的研究与开发主要集中在提高其环保性，包括无溶剂型环氧树脂材料和水性环氧树脂材料。但对于环氧树脂材料在低温和水环境中的粘结及固化性能的改进方面，所做的研究还不是很成熟。

环氧树脂固化剂品种众多，常温和加热固化剂能够满足大部分场合的使用要求，但在低温快速固化领域，现在市场上多为脂肪多元胺或低分子硫醇化合物，它们在快速修补及冬季作业场合有着很大优势，但也存在着一些缺点，多元胺易挥发，对人体的皮肤以及呼吸系统有损害，其毒性较大，低分子硫醇化合物臭味大，耐温性差，只适合于临时性应急之用，急需研发出低温快速固化并能应用于水环境中的固化剂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种环氧树脂无溶剂低温固化剂，该固化剂在低温条件下固化时间可调，固化的效率优良，并且在有水环境下，固化时间短，固结体保证较好的力学性能，可满足低温下作业施工。

本发明另一目的在于提供一种上述环氧树脂无溶剂低温固化剂的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述环氧树脂无溶剂低温固化剂在水泥砂浆以及制备低温和水环境中的环氧灌浆材料中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种环氧树脂无溶剂低温固化剂，包含以下质量百分数的组分：

优选地，上述环氧树脂无溶剂低温固化剂，包含以下质量百分数的组分：

所述的改性酚醛胺由以下方法制备得到：

(1)将多元胺A、间苯二胺和硫脲混合，搅拌下加热溶解，升温反应后再降温反应，冷却，得到硫脲改性胺。

(2)将多元胺B、硫脲改性胺和长烷基链酚混合，搅拌加热下分批加入多聚甲醛，升温反应，冷却、洗涤，得到改性酚醛胺。

步骤(1)中所用多元胺A的质量为多元胺A、间苯二胺和硫脲总质量的25.8～50.2％。

所用间苯二胺的质量为多元胺A、间苯二胺和硫脲总质量的28.2～37.9％。

所用硫脲的质量为多元胺A、间苯二胺和硫脲总质量的21.6～36.3％。

所述加热溶解的温度优选为55～65℃，更优选为60℃。

所述升温反应指加热温度至135～145℃，回流反应3～5小时；优选为140℃回流反应3小时。

所述降温反应指降低温度至50～60℃，反应1～2小时；优选为55℃反应1小时。

步骤(2)所述搅拌加热指温度为40～60℃；优选为50℃。

所述升温反应指加热温度至90～100℃，回流反应2～4小时；优选为加热温度至95℃，回流反应3小时。

优选地，洗涤后在105～115℃下减压蒸馏除去水；优选为110℃。

所用多元胺B的量为多元胺B、硫脲改性胺、长烷基链酚和多聚甲醛总质量的26.6～46.0％。

所用硫脲改性胺的量为多元胺B、硫脲改性胺、长烷基链酚和多聚甲醛总质量的32.2～42.4％。

所用长烷基链酚的量为多元胺B、硫脲改性胺、长烷基链酚和多聚甲醛总质量的17.3～23.7％。

所用多聚甲醛的量为多元胺B、硫脲改性胺、长烷基链酚和多聚甲醛总质量的4.5～8.3％。

上述制备方法中，所述的多元胺A优选为乙二胺、1,6-己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和五乙烯六胺中的至少一种。

所述的多元胺B优选为甲苯二甲胺、异佛尔酮二胺、三甲基六亚甲基二胺、二乙基三胺和聚醚胺(D-400)中的至少一种；优选为异佛尔酮二胺。

所述的长烷基链酚优选为对甲基苯酚、丁基酚、辛基酚、壬基酚和腰果酚中的至少一种。

所述的多聚甲醛优选直接使用多聚甲醛粉末。

上述反应优选在惰性气体氛围中进行，优选为氮气氛围。

本发明的环氧树脂无溶剂低温固化剂中，所述的偶联剂优选为2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷(KH567)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)中的至少一种。