[发明专利]一种非离子型水性聚酰胺固化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种非离子型水性聚酰胺固化剂及其制备方法，其特征在于，将低分子量的聚醚胺和不饱和酸酐在80~100℃、回流条件下反应制得聚酰胺酸中间体，再在100~120℃条件下滴加过量的脂环族或芳香族多元胺进行迈克尔加成反应得到聚酰胺酸‑多元胺的加成物，然后在180~200℃条件下，该聚酰胺酸‑多元胺加成物中间体与多元胺酰胺化共聚制得棕红色的聚酰胺固化剂，最后冷却至60℃加水分散即可制得一种固含量为50~60wt%的非离子型水性聚酰胺固化剂。本发明产品胺值较高、水溶性较好，其制备方法简单可行，条件温和，整个工艺流程无任何有机溶剂，安全环保无毒。

技术领域

本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种非离子型水性聚酰胺固化剂及其制备方法。

背景技术

传统的溶剂型环氧树脂涂料因具有附着力高、耐磨性好、耐化学品性和耐溶剂性优异、硬度高等特点，在工业上已经得到了广泛的应用。然而随着国内外相关环保标准要求的日益严格，开发低VOC(挥发性有机化合物)水性环氧树脂体系及相关涂料产品，越来越受到国内外科研技术人员的关注与研究。水性环氧树脂涂料物理和化学性能优异，易于生产、存储、施工，气味较小、安全环保无毒，因此成为水性涂料重点开发的品种。而在水性环氧树脂涂料的开发中，固化剂的水性化与改性占有很大的比重。

目前常用的水性环氧树脂固化剂改性方法大体可分为三种：(1)由多元胺与单脂肪酸反应制得酰胺化的多胺；(2)由多元胺与二聚酸缩合而成聚酰胺；(3)由多元胺与环氧树脂加成获得多胺-环氧加成物。而常用的改性方法(3)又可大体分为以下两类：

典型的一类改性方法是在固化剂结构上引入具有较好亲水性、链段较长的聚醚结构。如中国发明专利CN101007863A公开了一种非离子型水性环氧树脂固化剂的制备方法，该方法将聚醚多元醇二缩水甘油醚或聚醚环氧树脂或二者的混合物与芳香族多元胺或脂肪族多胺进行扩链反应，然后加入环氧树脂进行进一步扩链反应制得非离子型水性环氧树脂固化剂。然而该方法中引入了分子量较大的聚醚链段，在固化成膜过程中不与环氧树脂交联反应，使得成膜物力学性能不高、硬度较低，同时因为亲水性较好的聚醚链段的存在降低了漆膜的耐水性。

另一类改性方法是通过加入有机酸中和成盐调节亲水亲油平衡值来获得比较好的乳化性能和固化性能。如中国发明专利CN101402720A公开了一种离子型水性环氧树脂固化剂的制备方法，该方法先用单环氧化合物对多乙烯多胺进行封端，然后滴加液体环氧树脂进行扩链，再加入有机酸中和成盐，最后加水稀释得到一种离子型水性环氧树脂固化剂。但是该方法通过有机酸中和成盐提高了其亲水性，有机酸的存在会使金属机体很容易发生闪锈现象；另外，由于有机酸的加入，使得该离子型水性固化剂对颜填料及助剂的选择有一定的局限性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题与不足，本发明提供了一种非离子型水性聚酰胺固化剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种非离子型水性聚酰胺固化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)聚酰胺酸中间体a的制备：将低分子量的聚醚胺和不饱和酸酐投入反应装置中，在氮气保护、搅拌、冷凝分水及回流条件下缓慢升温至80～100℃，保温反应1～2h，制得不饱和聚酰胺酸中间体a；

(2)中间体a与多元胺的加成：向上述不饱和聚酰胺酸中间体a中缓慢滴加多元胺而进行迈克尔加成反应，滴加时间1～2h，保温反应时间1～2h，控制反应温度100～120℃，制得聚酰胺酸-多元胺的加成物中间体b；

(3)聚酰胺化反应：过量部分的多元胺与上述中间体b在180～200℃、回流条件下酰胺化缩聚反应2～3h，然后继续升温至200～220℃保温反应2～3h直到水分被全部蒸出，制得中间体b与多元胺的共聚物聚酰胺固化剂；