[发明专利]用于粉末涂料的松香酰胺基胺类环氧固化剂及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及用于粉末涂料的松香酰胺基胺类环氧固化剂及其制 法。

背景技术

粉末涂料是当今世界范围内最具发展前景的涂料品种之一，在涂 料技术领域中属于一个飞速发展的分支。与传统溶剂型涂料相比，它 具有节省能源和资源、减少环境污染、工艺简便、涂层坚固耐用、粉 末可回收利用、应用领域广泛等特点。

环氧树脂粉末涂料是热固性粉末涂料中开发最早的品种，在热固 性粉末涂料中占很大的比例，其使用方法是在固化剂作用下，环氧开 环交联成立体网状结构的产物。环氧树脂粉末涂料中所用的固化剂包 括胺类、酸酐类、酚醛树脂等。胺类固化剂可在较低温度下实现固化， 是一种常用的环氧树脂粉末涂料固化剂，主要包括脂肪族胺、芳香族 胺、脂环胺、杂环胺、低分子聚酰胺等。[参考资料：粉末涂料，第1～ 12页，化学工业出版社，2004年7月出版；固化剂，第2～8页，化 学工业出版社，2004年4月出版；环氧树脂及其应用，第48～85页， 化学工业出版社，2004年2月出版]

目前市场上多元胺类固化剂占全部固化剂的71％，且多为改性胺 固化剂，其中低分子聚酰胺固化剂常采用植物油脂肪酸二聚体如桐油 酸二聚体、亚麻油酸等二聚体在300℃下与脂肪多元胺反应制得，其 工艺复杂，反应温度高，能耗较大，该固化剂含有大量长的脂肪链， 固化后产物的耐热性能较差，硬度不高。中国专利CN200810024943.2 发明了一种由桐油甲酯与丙烯酸反应制备出C₂₁二元单甲酯，再与多 元胺反应制备C₂₁二元羧酸聚酰胺环氧固化剂的方法，该固化剂的固 化产物具有良好的柔韧性、较高的耐热性、防腐和粘结强度高等特性， 但该方法在170～200℃进行酰胺化反应，反应温度高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了用于粉末涂料的 松香酰胺基胺类环氧固化剂及其制法。

松香主要从松树的分泌物中提炼而来，是自然界一种极其丰富的 天然树脂。本发明将松香引入到环氧固化剂中，由于松香分子骨架中 的氢菲环结构刚性强，能更有效地提高环氧树脂粉末涂料固化后涂层 的耐热性能、力学性能及电绝缘性能。[参考资料：松香化学及其应 用，37～45页、273～276页，化学工业出版社，2005年9月出版] 以松香这种丰富的可再生资源为原料制备的固体胺类固化剂，不仅能 够降低生产成本，还能避免其它胺类固化剂在使用中对人体的毒性和 刺激性。与专利CN200810024943.2相比，本发明将松香的氢菲环结 构引入固化剂中，使固化产物具有更高的耐热性和电绝缘性。

用于粉末涂料的松香酰胺基胺类环氧固化剂，包括松香丙烯酸酰 胺基胺类环氧固化剂和松香富马酸酰胺基胺类环氧固化剂；它们分别 具有如下结构式：

松香分别与富马酸和丙烯酸进行Diels-Alder加成反应得到松香 富马酸加成物和松香丙烯酸加成物，继而与一系列二胺反应生成松香 丙烯酸酰胺基胺类环氧固化剂和松香富马酸酰胺基胺类环氧固化剂。

其反应路线分别如下：

用于粉末涂料的松香酰胺基胺类环氧固化剂的制备方法，包括松 香丙烯酸酰胺基胺类环氧固化剂的制备方法和松香富马酸酰胺基胺 类环氧固化剂的制备方法，其步骤和条件分别如下：

(1)松香丙烯酸酰胺基胺类环氧固化剂的制备

向配有加热装置、回流装置和搅拌装置的反应器中加入松香和占 松香质量1.0～3.0％的阻聚剂，N₂保护下升温至140～160℃，加入占 松香质量24.0～26.2％的丙烯酸，反应2～3h，再升温至180～220℃ 继续反应3～5小时，冷却后的产物用乙醚溶解，去离子水萃取以除 去未反应的丙烯酸，用无水Na₂SO₄干燥乙醚层，然后将滤液倾入石 油醚中，过滤后得到白色沉淀，于110℃干燥4h，得到松香丙烯酸加 成物；

将松香丙烯酸加成物溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，加入占松 香丙烯酸加成物质量16.0～31.0％的二胺，在20～30℃下搅拌反应 1～2h，过滤得到白色固体，产物在120℃下真空干燥后，得到用于 粉末涂料的松香丙烯酸酰胺基胺类环氧固化剂；

(2)松香富马酸酰胺基胺类环氧固化剂的制备