[发明专利]固化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种固化剂及其制备方法和用途。该固化剂是通过将二异氰酸酯和聚亚烷基醚二醇在含双硫键化合物和酮亚胺化合物的存在下反应得到的。本发明的固化剂含有动态共价键，将其与普通环氧树脂混合可制备得到自修复环氧树脂。

技术领域

本发明涉及一种固化剂及其制备方法和用途。

背景技术

环氧树脂是一种热固性树脂，其被广泛用于交通、航天、电子电器、涂料防腐等众多领域。环氧树脂固化后形成的三维交联网络会导致固化后的环氧树脂难以降解。在环氧树脂的聚合物网络中引入动态可逆的共价键，可以制备可回收、可重复使用、可降解的自修复环氧树脂。目前，含有动态共价键的环氧树脂一般都是直接合成的，其合成过程较为复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种固化剂，其含有动态共价键，将其与环氧树脂混合可制备得到自修复环氧树脂。

本发明的另一个目的在于提供一种固化剂的制备方法，其可用于制备上述固化剂。

本发明的再一个目的在于提供一种固化剂的用途。

一方面，本发明提供一种固化剂，其是通过将二异氰酸酯和聚亚烷基醚二醇在含双硫键化合物和酮亚胺化合物的存在下反应得到的。

本发明以聚亚烷基醚二醇和二异氰酸酯为主要原料，反应体系中还包括双硫键化合物、C2～C6烷基二醇和酮亚胺化合物，得到含有动态共价键的固化剂。将该固化剂与环氧树脂混合，加热，即可制得自修复环氧树脂。

本发明中，二异氰酸酯可以选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；优选为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯；更优选为异佛尔酮二异氰酸酯。聚亚烷基醚二醇可以称为聚醚二醇，其可以选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的一种或多种；优选为聚丙二醇；更优选为聚丙二醇2000或聚丙二醇3000。C2～C6烷基二醇可以选自乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇中的一种或多种，优选为1,4-丁二醇。

根据本发明的固化剂，优选地，所述二异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种；

所述聚亚烷基醚二醇选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇中的一种或多种。

根据本发明的固化剂，优选地，反应体系中还包括C2～C6烷基二醇。本发明的C2～C6烷基二醇可以选自乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇中的一种或多种。

根据本发明的固化剂，优选地，所述含双硫键化合物具有式(I)所示的结构：

其中，R₁和R₂分别独立地选自C1～C6亚烷基，R₃选自C6～C18烷基。

本发明中，R₁和R₂可以分别独立地选自直链或支链的C1～C6亚烷基。优选地，R₁和R₂分别独立地选自C2～C4亚烷基。更优选地，R₁和R₂分别为亚乙基。本发明中，R₃可以选自C6～C18烷基。优选地，R₃选自C10～C18烷基。更优选地，R₃选自十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基。这样能够有效提高环氧树脂的机械性能和自修复性能。

根据本发明的固化剂，优选地，所述酮亚胺化合物具有式(II)所示的结构：

其中，R₄、R₅和R₆分别独立地选自C1～C6亚烷基。