[发明专利]蓖麻油源水性环氧固化剂及其制备方法

说明书

蓖麻油源水性环氧固化剂及其制备方法，将二异氰酸酯、蓖麻油酸（RA）以及二月桂酸二丁基锡混合均匀后,控温至60~85℃下反应2~4 h，得蓖麻油源二元酸（RA‑DA）。RA‑DA与乙二醇二缩水甘油醚（或聚乙二醇二缩水甘油醚）反应，得蓖麻油源环氧活性中间体RAE。RAE经多元胺扩链，单环氧封端剂封端后，得到蓖麻油基水性环氧固化剂（RAWCA），RAWCA可配成40~60%固含量的水溶液备用。选用天然可再生资源的蓖麻油的衍生物为原料制备水性环氧固化剂产品，有利于推动绿色可再生林草资源的高附加值利用，顺应了绿色环保与可持续发展的要求。

技术领域

本发明属于环氧固化剂领域，具体涉及蓖麻油源水性环氧固化剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是一类在国民生产生活中应用十分广泛的热固性材料。然而环氧树脂本身是一种热塑性树脂材料，由于其分子结构呈线性分布，经加热后固态的树脂会呈现出软化、熔融的状态，液体树脂受热其黏度则会降低，因此在实际应用中，单纯环氧树脂没有很大的实用价值，只有在加入固化剂和其他一些改性成分后使之形成三维网状结构的高聚合物材料才能够得到一系列优良的物理机械性能。

随着环境保护的要求日益迫切和严格，不含挥发性有机溶剂或低挥发性有机溶剂、不含有害空气污染物的水性环氧体系已成为当前研究的热点。水性环氧固化剂是水性环氧体系的重要组成部分，是影响双组分环氧涂料性能的关键因素之一。目前，水性环氧固化剂多为改性胺类固化剂，如酰胺类、聚酰胺类和环氧-多胺加成物等，其中以环氧-多胺加成物应用报道相对最多。常用的环氧-多胺加成物主要是对脂肪胺固化剂进行改性，脂肪胺固化剂中接入环氧树脂后,脂肪胺的亲水性降低,为了提高脂肪胺固化剂的亲水性,常加入醋酸等有机酸与胺反应成盐,也可通过化学方法将亲水性链段引入到固化剂分子中，调节亲水性，制成与环氧树脂相容性好、水溶性良好的水性固化剂。但是，经有机酸成盐制备的离子型固化剂对酸碱性较敏感，当与碱性颜、填料一起使用时，易出现失稳现象；另外，该类固化剂制备过程中加入的有机酸会腐蚀金属制品，导致涂膜性能下降。因此，研究开发不需要有机酸成盐的、将亲水性链段引入到固化剂分子合成非离子型水性环氧固化剂具有重要的现实意义。

蓖麻油属于不干性油，是世界上十大油料和四大不可食用的油料作物之一。目前，我国蓖麻每年的种植面积约30万hm²，单产约1000kg/hm²,总产约25～30万t，其产量居世界前三位。蓖麻油其主要组成是三蓖麻醇酸甘油酯，蓖麻油的羟值为163，羟基含量为4.94％，羟基摩尔数为345。蓖麻油酸是蓖麻油的重要衍生物，目前蓖麻油、蓖麻油酸应用于水性环氧固化剂领域方面的研究还很少，如果能利用价格低廉、来源丰富的蓖麻油的特殊结构特征，制备出一种能乳化液体环氧树脂的非离子型水性环氧固化剂将具有潜在的发展前景，可为生物质油脂资源的利用开辟了一个新途径。

发明内容

解决的技术问题：本发明以蓖麻油的衍生物蓖麻酸为原料，提供了一种蓖麻油源水性环氧固化剂及其制备方法，该产品可替代或部分替代市售水性环氧固化剂。