[发明专利]一种可在室温固化使用的环氧-酸酐涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可在室温固化的环氧‑酸酐涂料及其制备方法，所述涂料的配方组成包括以下重量份的原料：环氧树脂：70份～80份，环硫树脂：20份～30份，巯基化合物：其巯基摩尔数为环氧树脂环氧摩尔数的0.10～0.30，酸酐：其酸酐摩尔数为环氧树脂环氧及环硫树脂环硫摩尔数总和的0.7～1.0，增韧剂：20份～50份，溶剂：100份～300份。本发明解决了环氧酸酐涂料需要高温固化的问题，室温固化涂层抗拉强度大于60MPa，在Ly12铝合金基材的结合力大于12MPa，对金属、工程塑料等材料均具有良好的附着力，扩展了环氧‑酸酐涂料的应用范围。

技术领域

本发明涉及环氧-酸酐涂层技术领域，具体涉及一种可在室温固化使用的环氧-酸酐涂料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有良好的电绝缘性、尺寸稳定性、耐油及耐化学腐蚀等，在电子电器、航天航空、建筑、机械等领域得到了广泛的应用。酸酐固化的环氧体系具有低毒性、玻璃化转变温度高、低吸湿性、低挥发性等优点，固化收缩率小，耐热性及电绝缘性能优异，在电子电器业的应用较为普遍。但是，酸酐类固化剂需要较高的固化温度(通常100℃以上)和较长的固化时间，因此不利于现场施工，不适合用于耐受温度较低的材料的涂覆，并且在加热固化和固化后降温过程中，由于热胀冷缩可能产生界面剥离现象……这些问题严重制约了环氧-酸酐涂层的应用领域，例如飞机蒙皮破损的快速修补、文物的修复和保护、某些大型或精细部件的表面涂覆等，在这些场合下不希望或不允许甚至不可能加热固化，解决的有效途径是获得可在常温或较低温度下固化的环氧-酸酐涂料，并且不使用催化剂、促进剂，以免在使用或贮存过程中残留物影响被涂覆材料或涂层的性能。

关于降低酸酐固化环氧体系固化温度的问题，研究报道不多。石娜等以2-乙基己酸铬为催化剂，实现了环氧-酸酐体系的室温固化，20℃固化7天Al/Al拉剪强度为6.17MPa，30℃固化7天Al/Al拉剪强度为15.84MPa～20.43MPa；何文栋等采用耐热的二苯甲酮四酸二酐(BTDA)固化四官能度缩水甘油胺环氧树脂，60℃固化，其室温剪切强度为13.91MPa，150℃剪切强度为10.63MPa；曾亮等以乙酰丙酮金属盐作为潜伏性促进剂催化双酚F环氧/甲基六氢苯酐，在120℃下预固化2h，再在160℃下固化8h，常温拉伸强度为64.89MPa，拉伸模量3.3GPa。

在缩短酸酐固化环氧体系固化时间方面，研制了不同类型促进剂，取得明显效果。李令明等自制了一种咪唑类化合物用作环氧/酸酐体系的固化促进剂，该化合物对体系的固化反应促进作用良好,固化产物热变形温度达135℃；陈平等研究了一种季铵盐-苄基三乙基氯化铵对酸酐/环氧体系固化反应和性能的影响。通过测定不同温度下的凝胶时间表明,该体系与叔胺促进体系一样具有快速固化特征,而室温下贮存期约是叔胺促进体系的8倍；James D.B.Smith在环氧-酸酐体系配方中，加入约10％的有机锡-胺络合物，该体系在150℃～175℃下有较短的凝胶时间，而在室温下有较好的贮存期；刘祥萱等人研究了复合纳米TiO₂对邻苯二甲酸酐/环氧体系的固化促进作用，体系固化温度降低50℃，是一种有效的促进剂。

综上所述，目前在降低环氧-酸酐体系固化温度方面的研究较少，固化温度的降低程度有限，可室温固化的体系固化时间较长，不能满足工程化需求。室温固化或在较低温度下固化的环氧涂料在工程应用中有明显的优越性，降低固化温度，有利于拓展环氧-酸酐涂料的应用范围，对于电子电气、航天航空等领域具有十分重要的实用价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可在室温固化的环氧-酸酐涂料及其制备方法，该方法简便、能规模化生产，且制备出的涂料可在室温下固化，适用于电绝缘性能要求高、耐热温度较低的材料或部件的涂覆，对于与环氧体系线膨胀系数相差较大基材可以避免因固化升降温产生的热胀冷缩致使的界面剥离现象。