[发明专利]一种哌嗪类环氧树脂固化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种哌嗪类环氧树脂固化剂及其制备方法，它由1,2‑二胺类物质和1,2‑二酮类物质缩合后，经氰基硼氢化钠(NaCNBH₃)在甲醇溶剂中还原制成。经过性能检测，结果表明发明制备得到的哌嗪类化合物，用于固化环氧树脂，固化物各项性能指标优异。特别是与未经改性的1,2‑二胺相比，漆膜柔韧性、光泽、耐黄变性、耐水性得到提高，取得了非常好的技术效果。

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂固化剂，具体涉及一种性能优越的哌嗪类环氧树脂固化剂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

环氧树脂和环氧树脂固化剂组成的双组份体系由于固化收缩率小、粘结性、耐热性、耐化学药品性以及力学性能和电气性能优良的特点，被广泛用于地坪涂料、防腐涂料、胶黏剂和复合材料等领域。

固化剂的选择对环氧体系的性能起到关键作用。哌嗪是一种含有两个氮原子的六元杂环，目前作为环氧固化剂使用的哌嗪类物质主要为N-氨乙基哌嗪(N-AEP)。N-AEP与环氧树脂搭配使用具有固化速度快，耐水性好等优点，但是也存在挥发性强，漆膜光泽低，潮湿环境下易发白，漆膜偏脆等不足。专利CN109400849B公开了一种将N-AEP用缩水甘油醚进行改性的方法，以此降低挥发性并且提升了性能，得到的固化剂具有较高的反应活性，与环氧树脂组成的组合物具有较好的强度和耐候性。

本发明通过大量实验筛选，利用二胺与二酮的缩合、还原，研发出一种结构新颖，性能优良的哌嗪类环氧树脂固化剂，与环氧树脂搭配使用固化速度快，固化物的力学性能、耐热性、耐水性优良，光泽高，耐黄变性好。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种哌嗪类环氧树脂固化剂；本发明另一个目的是提供该固化剂的制备方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种哌嗪类环氧树脂固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：35～65％的1,2-二胺类物质、35～65％的1,2-二酮类物质。

作为优选方案，以上所述的哌嗪类环氧树脂固化剂，1,2-二胺类物质为乙二胺，1,2-环己二胺，1,2-环戊二胺中的一种或几种混合物。

作为优选方案，以上所述的哌嗪类环氧树脂固化剂，1,2-二酮类物质为丁二酮，1-苯基-1,2-丙二酮，1,2-环己二酮，1,2-环戊二酮中的一种或几种混合物。

本发明所述的哌嗪类环氧树脂固化剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)按质量百分比将1,2-二胺类物质和1,2-二酮类物质投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；

(2)加入计量好的甲苯；

(3)升温，开始反应，同时甲苯与水共沸，除去反应生成的水；

(4)待分出的水达到理论量后，减压除去多余的甲苯；

(5)将反应物冷却；

(6)加入计量好的甲醇作为溶剂，然后继续冷却；

(7)加入计量好的氰基硼氢化钠，搅拌；

(8)过滤除去固体；

(9)滤液蒸馏，除去甲醇，得到哌嗪类环氧树脂固化剂。

作为优选方案，本发明所述的哌嗪类环氧树脂固化剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)按质量百分比将1,2-二胺类物质和1,2-二酮类物质投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；

(2)加入计量好的甲苯；

(3)升温至80～100℃，反应开始。同时甲苯与水共沸，除去反应生成的水；