[发明专利]基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂及其制备方法和应用，属于固化剂领域。本发明要解决甲基丙烯酸甲酯蒸馏反应釜底废料的环境污染和给人类带来巨大危害的技术问题，又可以解决低分子量多乙烯多胺使用过程中的污染问题。本发明固化剂的结构式为：制备方法如下：一、取生产甲基丙烯酸甲酯产生的废料，加入多乙烯多胺，以环己烷作为带水剂，加热回流至反应物中无甲醇；二、然后加入AGE，加热反应30min，即得到固化剂。本发明的固化剂用于环氧树脂固化。

技术领域

本发明属于固化剂领域；具体涉及一种固化剂及其制备方法和应用。本发明主要用于环氧树脂的室温及中温固化。本产品具有低挥发性，安全无毒环保成本低等特点。

背景技术

丙酮氰醇法生产甲基丙烯酸甲酯，在采用甲醇酯化及蒸馏提纯的过程中，由于持续高温会产生甲基丙烯酸甲酯的低聚物和焦油溶于甲醇中，没有任何使用价值。对其进行排放及焚烧分别会造成水和空气污染。其造成的环境污染和公共安全隐患给人类带来了巨大的危害。

发明内容

本发明要解决甲基丙烯酸甲酯蒸馏反应釜底废料的环境污染和给人类带来巨大危害的技术问题，又可以解决低分子量多乙烯多胺使用过程中的污染问题；而提供了基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明中的一种基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂的结构式为：

其中n为整数且n＝2～10；

A为

B为CH₃(CH₂)_n′O-n'为整数且n＝11-13。

本发明中基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂的制备方法是按下述步骤进行的：

步骤一、取生产甲基丙烯酸甲酯产生的废料，加入多乙烯多胺，以环己烷作为带水和甲醇试剂，加热回流至反应物中无甲醇；

步骤二、然后加入十二至十四(C12-14)烷基缩水甘油醚(AGE)，加热反应30min，即得到固化剂。

进一步地限定，步骤一中在70℃条件下加热回流。

进一步地限定，步骤一所述的生产甲基丙烯酸甲酯产生的废料与多乙烯多胺的质量比为1：0.9。

进一步地限定，步骤二所述十二至十四烷基缩水甘油醚(AGE)的用量是多乙烯多胺物质的量的六分之一。

进一步地限定，步骤二的加热反应温度为70℃。

本发明上述的固化剂用于环氧树脂固化；根据固化剂的胺值和环氧树脂的环氧当量计算，将固化剂及环氧树脂混合，加入适量的叔胺促进剂，在室温下两天或者70℃两个小时可以固化完全，在塑料，胶黏剂和涂料方面取得广泛的应用。

本发明的反应方程为：

本发明中生产甲基丙烯酸甲酯产生的废料和多乙烯多胺经过酰胺化反应生成富含氨基的低聚聚甲基丙烯酰胺，进一步与AGE(十二至十四烷基疏水甘油醚)反应生成固化剂。其分子中富含伯氮和仲氮氢原子，能够使环氧基开环固化。低分子量多乙烯多胺经过以上酰化反应后，其蒸汽压明显降低，从而减弱环氧树脂固化过程胺类物质对人身的伤害和环境的污染，AGE引入的脂肪族长链起到降低固化剂粘度，改善环氧树脂固化后的脆性的双重作用。同时还能赋予环氧树脂固化物一定的柔顺和防水性能。该生产过程简单，适合间歇釜或者连续釜大规模生产。

本发明的固化剂与环氧E-44固化后的产品的具有热稳定性好，弯曲强度在60-100MPa之间，拉伸强度为20-60MPa之间。