[发明专利]端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环氧树脂固化剂领域，具体涉及一种端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法。

背景技术

环氧树脂具有收缩率低、粘接性能优良，机械性能、电气性能和耐酸碱性能好等优点，它作为涂料胶粘剂、复合材料树脂基体、电子封装材料等广泛应用于机械、电气、电子、航空、航天、化工、交通运输、建筑等领域。环氧树脂只有与固化剂一起使用才具有实际意义。固化剂是决定产品工艺技术和特性的关键组分。然而传统的固化剂大都为溶剂型固化剂，不但消耗了大量的溶剂，而且对环境造成了严重的威胁，因此，不含挥发性有机溶剂(volatile organic compound：VOC)或低挥发性有机溶剂、不含有害空气污染物(non-hazardous air pollutants：NHAP)的水性环氧固化剂已成为当前研究的热点。

目前常用的水性环氧固化剂主要为改性胺类固化剂，包括酰胺化的多胺(主要为C₁₈脂肪胺和多元胺缩聚产物)、聚酰胺(主要为C₃₆二聚酸和多乙烯多胺缩聚产物)及胺加成物(主要是胺和环氧加成物)。这些固化剂都是将多元胺进行扩链、接枝、成盐，在分子中引入非极性基团，使其成为具有亲环氧树脂分子结构的水分散型固化剂，同时它还作为阳离子型乳化剂对环氧树脂进行乳化，两组分混合后可制成稳定的乳液。但是，酰胺类固化剂固化后的涂膜耐水性和耐化学药品性较差，为了克服这些缺点必须对其进行改性，从而获得无毒或者低毒的胺类固化剂。

目前国际国内对于水性环氧固化剂的相关研究较少。美国专利US6127459公开了一种自乳化水性环氧固化剂，该专利采用液态环氧与过量的芳香族单一多胺加成，继而加入端羧基聚醚在200℃反应，然后加入甲苯搅拌至均相，再加入水搅拌形成固化剂乳液。采用这种方法制得的固化剂与环氧树脂具有良好的相容性，涂层的机械性能也得到了提高，但是合成过程中采用了200℃的高温，不但耗能，而且不利于安全生产。

发明内容

为了解决现有技术存在的聚醚水性固化剂的制备方法复杂的缺点，本发明提供了一种端氨基聚醚水性环氧固化剂及其制备方法，该方法制备工艺简单，条件温和，制备的固化剂具有较高强度，较好的韧性。

本发明的技术方案为一种端氨基聚醚水性环氧固化剂，该固化剂具有乳化液体环氧树脂的功能，分子式为：

式中：n＝3～9，R代表二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、间苯二甲胺、异佛尔酮二胺、二氨基二苯基甲烷本体，X代表或

所述的端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法，由以下步骤制得：

第一步，在无氧环境中，15～50℃条件下，将1摩尔的脂肪醇聚氧乙烯醚滴加到1～1.1摩尔的甲苯二异氰酸酯中，搅拌反应至羟值＜2，得到端异氰酸酯基封端的预聚体；

第二步，在无氧环境中，10～60℃条件下，将1摩尔由第一步制得的端异氰酸酯封端的预聚体-四氢呋喃溶液滴加到1.05～1.3摩尔的多元胺-四氢呋喃溶液中，反应1～2h，减压抽除溶剂及过量的胺，即得端氨基聚醚水性环氧固化剂。

所述的端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法，脂肪醇聚氧乙烯醚是选自AEO-3、AEO-4、AEO-5、AEO-6、AEO-7、AEO-8、AEO-9中的任意一种。

所述的端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法，甲苯二异氰酸酯为2，4-甲苯二异氰酸酯或2，6-甲苯二异氰酸酯或者为2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的任意比例混合物。优选下列一种或两种：2，4-甲苯二异氰酸酯或2，4-甲苯二异氰酸酯和2，6-甲苯二异氰酸酯的混和物，混合物中2，4-甲苯二异氰酸酯的重量百分比为80％。

所述的端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法，脂肪醇聚氧乙烯醚含水率需要在3‰以下。除水方式采取，在110℃～120℃条件下，5mmHg柱真空度下脱水3～4h。

所述的端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法，合成反应的第一步中，由于TDI中的异氰酸酯基与脂肪醇聚氧乙烯醚中羟基反应速度较快，TDI中的两个异氰酸酯基容易全部与脂肪醇聚氧乙烯醚中羟基反应，为防止这一副反应的发生，采取缓慢滴加脂肪醇聚氧乙烯醚到TDI中，并在15～50℃的低温条件下进行反应。

所述的端氨基聚醚水性环氧固化剂的制备方法，多元胺是选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、间苯二甲胺、异佛尔酮二胺、二氨基二苯基甲烷中一种。

本发明具有如下优点：