[发明专利]一种环氧固化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种混凝土修补漆用环氧固化剂及其制备方法和用途。所述环氧固化剂的制备方法包括：1)含有羧基的酚类化合物与硫醇化合物反应得巯基化酚类化合物；2)在酸性催化剂的作用下，将胺类化合物、巯基化酚类化合物和醛类化合物混合均匀，反应得巯基封端酚醛胺；3)向氯化钛类化合物与苯的混合物中通入氨气，待反应体系的pH值达到9～10，缓慢加入巯基封端酚醛胺，反应结束后蒸馏得本发明环氧固化剂。本发明环氧固化剂可与环氧树脂混合，制备混凝土修补漆用环氧树脂组合物。本发明固化剂分子结构中存在的巯基、叔胺和酚羟基具有协同促进作用，可以在‑25℃以下固化环氧树脂，对混凝土材料具有良好的粘结性。

技术领域

本发明属于环氧树脂领域，具体的涉及一种混凝土修补漆用低温高湿环氧固化剂及其制备方法，以及其用于制备混凝土修补漆用环氧树脂组合物的用途。

背景技术

环氧树脂具有优异的力学性能、耐老化性能、耐水性、耐化学介质和良好的耐酸性能，由于环氧树脂具有以上性能优势，使其在合成胶粘剂中占有重要地位，现国内外使用的加固胶粘剂产品中，90％以上属于环氧型胶粘剂，甚至在某些加固规范中要求必须使用环氧型胶粘剂。

土木建筑是复杂的系统工程，受施工不良、雨雪侵蚀、环境温度等多种作用的影响会产生离缝和裂缝，如果不及时进行修补，在各种劣化因素的作用下，裂缝和离缝会不断扩展和加剧，带来很大的安全隐患和经济损失。

混凝土修补材料主要有无机修补材料、有机无机复合材料和有机聚合物修补材料，有机聚合物修补材料解决了无机修补材料粘结强度低、体积收缩率大的问题，提高了树脂与基材之间的粘结强度和柔韧性，是一种综合性能优异的修补材料。

常用的有机聚合物修补材料包括丙烯酸酯类树脂、聚氨酯和环氧树脂，丙烯酸酯存在前期强度较低和流动性较差的问题；聚氨酯修补材料其固化时间长、粘度高、收缩形变大和力学强度低，很难满足桥梁修补工艺对材料的要求。

环氧树脂是一个分子中含有两个以上环氧基，能够在适当条件下与固化剂形成交联网状固化物的总称，环氧树脂常用的固化剂有酸酐类、胺类以及合成树脂类。目前市场上的混凝土修补漆一般以常温慢干型居多，当环境温度低于10℃时成膜反应速度缓慢且不能充分反应，尤其环境温度在0℃以下时，普通的胺类固化剂与环氧树脂很难固化成膜，在北方冬季环境温度经常维持在-10℃左右，由于环境温度过低从而延误了防腐工程的工期，由此可见，现有的环氧树脂涂料的低温固化性能已不能满足实际需要。

US4092293以季戊四醇为起始剂，引发环氧丙烷聚合，用烯丙基封端，再和H₂S反应得到一种用于低温条件下的聚硫醇固化剂，但是该制备方法的缺点是反应步骤繁冗，条件苛刻，原料价格较贵，成本高。

CN102391476A采用山梨醇/巯基乙酸/对甲苯磺酸/甲苯，通过酯化反应制备了聚硫醇固化剂，经环氧树脂扩链后每个分子拥有8～12个硫醇基，与环氧树脂的相容性好，但是该固化剂与环氧树脂的混合操作时间比较短，不满足大型浇注施工的要求。

CN106318302A公开了3-巯基丙烯酸酯(TMOMP)作为双氰胺/环氧固化体系的促进剂，能显著缩短环氧树脂胶黏剂的固化时间并降低固化温度，但是，聚硫醇固化促进剂用量必须适当，因为当用量过多时，不仅会导致固化时间延长，而且将导致环氧树脂胶黏剂性能降低。

CN102604044A公开了一种硫脲改性低温固化剂及其制备方法，其反应活性高，可在冬季完全固化，但和环氧树脂完全固化后的固化物韧性较差，无法作为抗拉材料使用。

针对上述问题，需要提供一种混凝土用环氧树脂修补漆，该修补漆不仅能在低温高湿条件下短时间固化，且固化物具有优良的力学性能和耐腐蚀性能，从而满足混凝土修补的使用。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种环氧固化剂，所述环氧固化剂可以用于制备混凝土修补漆用环氧树脂组合物。