[发明专利]一种聚酯增韧型环氧潜固化剂的合成

说明书

本发明涉及一种聚酯增韧型环氧潜固化剂的合成，由二苯基甲烷二异氰酸酯与ε‑己内酰胺CPL进行反应，将部分‑NCO基封闭，MDI和CPL的反应当量比设定为1：0.5‑0.6，而后用过量5%设计当量的聚酯二元醇将余量的‑NCO反应掉，反应完成后，得到聚酯增韧型环氧潜固化剂。制得的增韧型潜固化剂，添加使用于双组份环氧胶粘剂的环氧树脂组分中，能非常显著的延长胶粘剂的工艺开放时间（适用期），同时较大幅度的提高胶粘剂的剥离强度。

技术领域

本发明涉及一种聚酯增韧型环氧潜固化剂的合成，属于合成化学领域。

背景技术

固化剂是双组份环氧胶粘剂的重要组成部分，其化学类型常规有脂肪族胺、脂环族胺、聚醚胺、低份子聚酰胺等等。在胶粘剂配方设计之初，通常是依据环氧当量和活泼氢当量配比原则，设计各组分的添加量，形成树脂组份和固化剂组份的有效配比，最终形成双组份包装应用。长期以来，双组分胶粘剂面临的一个难题是，如何有效解决双组份胶粘剂施工前有较长的适用期（即足够长的工艺开放时间）和施工后有较快的固化快速这一矛盾。另外，如何实现环氧类胶粘剂的高效增韧，也是胶粘剂行业工艺应用中面临的一个长期课题。新的行业要求对增韧技术提出了更高要求，不单是引入新组分的添加类复配技术，各种合成应用技术陆陆续续都已经引入到了常规双组份胶粘剂的配方设计之中了。

发明内容

为了解决现有技术双组份环氧胶粘剂普遍存在的施工工艺时间太短问题，本发明提供了一种聚酯增韧型环氧潜固化剂，加入它到胶粘剂配方的甲组份中（环氧树脂组分，下同），由于潜固化剂的活性基团事先得到封闭，配套使用的乙组份（固化剂组份，下同）添加量相比于甲组份少加了相同当量的固化剂量。这样，在先期胶粘剂施工时，不等量的当量化学反应，使得工艺开改时实现了最大的延长。在施工后续的加热固化时，潜固化剂封闭的活性基团得以释放，与乙组份中的氨基进行交联固化反应，形成聚脲，使得粘接强度迅速上升。实验表明，使用聚酯改性的此潜固化剂，加入树脂量的10%即可以有效提高胶粘剂的剥离强度，在延长工艺开改时间的同时，也实现了胶粘剂的有效增韧。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

由当量比为1：0.5-0.6的MDI（MDI-100和MDI-50的等当量混合物）和ε-己内酰胺(CPL)进行-NCO基封闭反应，反应结束后再与聚己二酸一缩乙二醇酯(POL-1180，羟值180）进行聚氨酯反应，聚酯的加入量为过量5%的剩余-NCO当量，反应完成后，生成聚酯增韧型环氧潜固化剂。

具体的合成技术条件如下：

1）将称量好的ε-己内酰胺（CPL）中放入真空干燥箱中抽真空除水，设定温度35℃，控制水分含量不得高于200ppm，除好水后充氮气放置备用；

2）将称量好的聚酯二元醇放入三口烧瓶中，在120±5℃下真空脱水2~3h，然后降温充氮气放置备用；

3）将称量好的二苯基甲烷二异氰酸酯MDI放入三口烧瓶中，充氮气，在氮气氛围下，加热温度到35-45℃后，开始用漏斗少量多次加入ε-己内酰胺（CPL），滴加频率控制在3-5克/分钟，加料过程中，设定反应温度为80±5℃，注意温度不得高于90℃，如果高于90℃，应立即停止滴加，直至加完ε-己内酰胺（CPL）后，继续反应2小时；

4）第3步完成后降温至60℃以下，开始用滴液漏斗滴加事先除过水的聚酯二元醇进行聚氨酯反应，可适量使用DBTDL作催化剂。滴加聚酯的速度控制在1-2滴/秒，滴加过程中，控制反应温度在80±5℃，直至加完后，反应1h后，然后降温出料，得到聚酯增韧型环氧潜固化剂。

本发明的有益效果是：本发明的聚酯增韧型环氧潜固化剂，添加使用于双组份环氧胶粘剂的环氧树脂组分（甲组分）中。加入环氧树脂组分的10%用量，即能非常显著的延长胶粘剂的工艺开放时间（适用期），同时较大幅度的提高胶粘剂的剥离强度。

实施例