[发明专利]一种可低温固化的环氧树脂及含有其的涂料

说明书

本发明提出一种可低温固化的环氧树脂，所述环氧树脂为对环氧基团改性的环氧树脂，改性后的基团为伯胺基团或异氰酸根。本发明还提出含有所述环氧树脂的涂料。本发明提出的环氧树脂，是用化学改性方法，把环氧树脂分子链上所有的环氧基团转变为端胺基‑NH₂或异氰酸根基团。在应用时，把经过改性的含胺基的环氧树脂与含异氰酸根基团的固化剂混合，或者把经过改性的含异氰酸根基团的环氧树脂与含胺基的环氧固化剂混合后，均可以在0℃以下快速固化，涂膜稳定、强度高，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于有机材料组合物领域，具体涉及一种含有环氧树脂的组合物。

背景技术

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。固化后的环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，对碱及大部分溶剂稳定。环氧树脂采用的固化剂包括脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺等，另外紫外线或光也能使环氧树脂固化。常温(室温)固化一般需24小时，加温固化则需加热至50-230℃。环氧树脂的固化条件限制了这种涂料在低温寒冷地区的应用。

本领域研究人员提出了利用微波固化技术、光固化技术及引用化学热源促进环氧树脂低温快速固化等方案，这些方案均是用外界手段提供固化所需能量，以完成开环-交联的固化反应。上述方案会导致含环氧树脂的涂料成分复杂、成本上升，且有操作流程变长的不足之处。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种基于环氧树脂的高粘结强度材料，该材料可以在低温下固化成型，可用在工业设备、交通车辆的涂装或粘接上。

本发明的第二个目的是提出含有所述可低温固化的环氧树脂的涂料。

为实现本发明的目的的技术方案为：

一种可低温固化的环氧树脂，所述环氧树脂为对环氧基团改性的环氧树脂，改性后的基团为伯胺基团或异氰酸根。所述环氧树脂原料为环氧值在0.55～0.01环氧树脂。

进一步地，用于改性的物质为有机胺和/或异氰酸酯，用于改性的物质的胺基和/或异氰酸根基团与环氧树脂的环氧基团的摩尔比为2∶1；所述环氧树脂原料为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、有机硅改性双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂肪族环氧树脂，脂环族环氧树脂、杂环和混合型环氧树脂中的一种，所述环氧树脂原料的分子量在12000以下；

本方法更适合于平均每个分子链上含两个或两个以上环氧基的环氧树脂，如E20、E12、E02、E03、E06等及其对应的其他牌号的环氧树脂。

其中，对原料环氧树脂进行基团改性的步骤为：

把环氧树脂原料与有机胺混合，急剧搅拌均匀后加热到55-65℃，维持温度搅拌1-3小时；所述急剧搅拌应在每分钟500转以上，具体可选500-1000转/min。结果产物即为可用聚氨酯的固化剂-二异氰酸酯的三聚体或加成物进行低温固化的环氧树脂

或，把环氧树脂原料与异氰酸酯混合，以季铵盐或碘化钾做促进剂，搅拌均匀后加热到180-220℃，维持温度和搅拌1-3小时；结果产物即为可用普通环氧树脂的固化剂-胺类固化剂进行低温固化的环氧树脂。

本发明技术方案中，有机胺应含有至少两个伯胺基团。优选地，所述有机胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、对苯二胺、间苯二胺，低分子聚酰胺、酚醛胺、腰果壳油改性胺和腰果酚改性胺中的一种或多种。