[发明专利]一种聚醚胺改性水性环氧地坪用固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种聚醚胺改性水性环氧地坪用固化剂及其制备方法。 

背景技术

环氧树脂是泛指含有两个或两个以上的环氧基，以脂环族或芳香族等有机化合物为骨架并能通过环氧基团反应形成有用的热固性产物的高分子低聚体。它是一种从液态到黏稠态、固态多种形态的物质。几乎没有单独的使用价值，只有和固化剂反应生成三维网状结构的不溶不熔聚合物才有应用价值，由此可知固化剂对于环氧树脂的应用及对固化产物的性能起到了相当大的作用。目前水性环氧固化剂以其无挥发性溶剂，绿色环保特点得到国家产业政策支持，也是环氧地坪行业技术升级的必然趋势，因此开发新型水性固化剂是环氧地坪应用领域的关键技术，对拓宽环氧树脂的应用广度和深度具有重要意义。 

制备水性环氧树脂固化剂的报道不少，如朱婧等采用三羟甲基三缩水甘油醚(TMPEG)/三乙烯四胺(TETA)，反应合成TMPEG-TETA加成物，然后用环氧树脂EPON828和TMPEG-TETA加成物进行加成反应扩链，最后用苯基缩水甘油醚封端，得到水溶性且粘度低的固化剂。常温下固化液体环氧树脂，涂膜硬度、附着力及抗冲击性能不佳；Klein等人首先将环氧树脂与聚乙二醇二缩水甘油醚进行加成反应，再将得到的产物加入到异佛尔酮二胺与聚氧丙烯二胺的混合胺中反应，制成了一种环氧-多胺水性固化剂，但相容性有待提高。如专利CN103788343A发明了一种水性环氧富锌底漆用的零VOC水性环氧固化剂，具体步骤先将环氧树脂和端环氧基缩水甘油醚按所述比例混合均匀并投入到反应釜中，滴加聚醚胺，然后将胺类化合物加入反应装置，最后用去离子水分散，制得零VOC水性环氧固化剂，但其应用仅限底漆。 

目前用于环氧地坪涂料的固化剂主要有脂肪族多元胺、芳香族、聚酰胺和脂肪族胺等，但是这些固化剂应用于环氧地坪材料中，其硬度、耐磨性、抗冲击性等很难同时达到应用要求。用聚醚胺改性后固化剂固化液体环氧树脂，涂膜硬度、附着力及抗冲击性能可以满足市场需求。 

综上所述，现有技术中存在如下技术问题：目前水性固化剂制备方法中，制备工艺复杂， 反应控制难，容易凝胶，水分散性不佳，缺乏普遍适用性，且硬度、附着力及抗冲击性能难同时达到应用要求。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚醚胺改性水性环氧地坪用固化剂及其制备方法，可制备出水分散性好，硬度、附着力及抗冲击性等综合性能优异，与水性环氧地坪其他组份相容性好、具有广泛适用性的聚醚胺改性水性环氧地坪用固化剂。具体技术方案如下： 

一种聚醚胺改性水性环氧地坪用固化剂，具有如下结构式： 

其中，R₁为碳原子数为8～13个直链或由氧原子、硫原子和氮原子中的一种以上与碳原子组合形成的8～13个原子的直链；R₂为苯基、烷氧基和烷基中的一种以上。 

上述聚醚胺改性水性环氧地坪用固化剂的制备方法，包括如下步骤： 

(1)聚醚胺与端环氧基缩水甘油醚进行反应； 

(2)步骤(1)反应后，再与环氧树脂发生反应进行制备。 

进一步地，聚醚胺、端环氧基缩水甘油醚和环氧树脂的摩尔比为2～6:0.5～4.5:0.5～4.5。 

进一步地，步骤(1)中反应时先把聚醚胺加入到反应器中，然后加入端环氧基缩水甘油醚反应。 

进一步地，步骤(2)中，待步骤(1)反应完全再加入环氧树脂。 

进一步地，还包括步骤(3)加入去离子水分散。 

进一步地，步骤(1)中具体地：按摩尔比取聚醚胺加入四口烧瓶，滴加端环氧基缩水甘油醚，反应2～6个小时，温度控制在70～120℃，整个过程通入惰性气体，反应完得到聚醚胺改性端环氧基缩水甘油醚混合物；和/或，步骤(2)中具体地：将环氧树脂缓慢滴加到聚醚胺改性的端环氧基缩水甘油醚中，通入惰性气体保持温度在80～130℃，反应2～5个小时，直到环氧基团全部反应，得到环氧—胺的加成产物；和/或，步骤(3)中具体地：将去离子水滴加步骤(2)所述环氧—胺的加成产物中并分散15～30min，得水性环氧固化剂。 

进一步地，反应方程式如下： 

进一步地，所述环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂或双酚F型液体环氧树脂。