[发明专利]非离子型水性环氧固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有强度高、渗透性强的优点广泛用于涂料领域。目前使用的溶剂型环氧涂料，含有易挥发溶剂，危害生产及施工人员的健康，近年来水性环氧涂料作为环境友好型涂料成为涂料发展的主要方向，而水性固化剂作为水性涂料重要组成之一，是决定涂料性能的关键因素。

现有的水性环氧固化剂主要有离子型和非离子型，离子型一般通过加入有机酸或碱中和成盐增加亲水性，其缺点在于耐水性差、有机酸的存在会使金属机体产生闪锈现象；另外，当与碱性颜料共同使用时，会对涂料稳定性产生影响。非离子型水性环氧固化剂中国专利CN101613460A采用先用双环氧长链化合物和基础胺加成，然后用环氧树脂稀释液封端，制得的固化剂对液体环氧树脂的乳化能力较弱，需要一边混合固化剂和环氧树脂，一边加入水。中国专利CN102190800A使用聚醚醇和环氧反应引入亲水链段，该反应中需要加入三氟化硼乙醚作催化剂，三氟化硼乙醚遇湿不稳定，这提高了对生产工艺及设备的要求。

发明内容

针对现有技术中上述不足，本发明采用环氧树脂与使用单环氧化合物封端的氨基聚醚反应制备预聚物A，然后再用该预聚物、环氧树脂与基础胺反应，最后用单环氧化合物封端的技术路线，提供一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法。

本发明通过如下技术方案实现的：

非离子型水性环氧树脂固化剂，其反应原理为：

a.预聚物A和环氧树脂与基础胺的反应：

b.单环氧化合物的封端反应

其中：结构NH₂-NH₂代表基础胺；

      结构代表预聚物A；

      结构代表单环氧化合物。

所述预聚物A为水性环氧树脂乳化剂通式为：

 

其中E的结构为：

 

M的结构为:

 

R为：C_xH_y     0 <x<20 ,0<y<45；

进一步的，所述的预聚物A主要由以下物质制成，其质量百分比为：

环氧树脂             10%~30%，

端氨基聚醚          30%~60%，

单环氧化合物       10%~20%，

有机溶剂             10%~50%。

所述环氧树脂为环氧当量为100～1000的双酚A型、双酚F型环氧树脂的一种或几种混合物；所述端氨基聚醚为平均分子量600~5000，所述端氨基聚醚为ED-600、ED-900、ED-2003系列中的一种或几种；所述单环氧化合物为十二至十四烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚等中的一种；所述有机溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚或乙二醇丁醚中的一种。

进一步的，所述非离子型水性环氧树脂固化剂，主要由以下物质制成，其质量百分比为：

组分                          质量百分比（wt.%）

E-51                                  0%~20%

预聚物A                            30%~60%

基础胺                               10%~30%

去离子水和丙二醇甲醚           15%~40%

单环氧化合物                        5%~30%

所述环氧树脂为环氧当量为100～1000的双酚A型、双酚F型环氧树脂的一种或几种混合物；所述单环氧化合物为十二至十四烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚等中的一种；所述有机溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚或乙二醇丁醚中的一种；所述基础胺为间苯二胺、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺，多乙烯多胺中的一种或几种。

非离子水性环氧固化剂的具体制备步骤和工艺如下：

1.制备预聚物A：

（1）在反应装置中，加入端氨基聚醚和有机溶剂，升温至40~90℃；

（2）滴加单环氧化合物，恒温反应2~5h；