[发明专利]一种环氧树脂固化剂、其制备方法及应用

说明书

本发明公开一种环氧树脂固化剂、其制备方法及应用，本发明通过巯基引入乙二胺，使得液体聚硫橡胶活泼氢含量大幅度提高，即与环氧树脂反应可以得到较高的交联密度的固化物，既是环氧树脂的增韧剂又是固化剂，而且与常用的脂肪胺类固化剂同类，固化速率相匹配，故可以和一般有机胺固化剂任意混合，以期达到不同的硬度和强度，分子设计灵活。本发明的环氧树脂固化剂的制备条件易于实施，制备工艺环保，制作成本低廉。

技术领域

本发明涉及环氧树脂领域，更具体地说，是一种环氧树脂固化剂、其制备方法及应用。

背景技术

环氧树脂因其在固化反应过程中收缩率小，固化物的粘接性、耐热性、耐化学药品性以及力学性能良好和电气性能优良等特点，被广泛应用在涂料、胶黏剂、复合材料等领域。但由于其分子结构的原因，环氧树脂固化物内应力大，具有质脆，耐冲击性能差且容易开裂等缺陷。为了提高其韧性，国内外进行了很多环氧树脂增韧改性的研究。

环氧树脂增韧改性的方法有：弹性体增韧，互穿聚合物网络增韧，热塑性树脂增韧，纳米粒子增韧，热致液晶聚合物增韧，核-壳结构增韧，超支化聚合物增韧等。其中，活性弹性体增韧研究最为广泛。弹性体增韧的原理是在环氧树脂基体中形成弹性体微区，从而起到增韧的作用。一般要求在未固化前，两者能够混溶，但随着固化程度的进行，分子量增加，两种相容性变差，使得橡胶相析出但相筹要小(一般在0.1-1μm)，因此液体橡胶与环氧树脂的相容性适宜。常见的增韧剂有液体端羧基丁腈橡胶、端氨基丁腈橡胶，端羟基丁腈橡胶，聚醚二元醇、聚醚胺、聚酯等。这些增韧剂虽然有与环氧树脂反应的活性官能团，但是与环氧树脂反应的交联密度低，有的甚至反应活性低，不能作为环氧树脂的固化剂。液态聚硫橡胶因其良好的柔顺性、耐老化性和耐溶剂性也常常用作环氧树脂的增韧剂，但同样含有的活性基团巯基数量少，不能作为环氧树脂的固化剂。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有耐水性、增韧性的环氧树脂固化剂。

为解决上述问题，本发明提供一种环氧树脂固化剂的制备方法，所述的方法包括以下步骤：

步骤1将氢氧化钠固体加入烧杯中，加入无水乙醇，在超声清洗器中进行超声溶解，得到的氢氧化钠乙醇溶液用玻璃棒引流入1号恒压分液漏斗中。

步骤2在装有温度计、机械搅拌器、1号恒压分液漏斗的1号三口烧瓶中，加入聚硫橡胶与1,2—二氯乙烷混合，用机械搅拌器将其搅拌均匀，二氯乙烷能够完全溶解聚硫橡胶，打开1号恒压分液漏斗，向1号三口烧瓶滴加氢氧化钠乙醇溶液，在50℃～70℃恒定温度下搅拌反应2.5h～3.5h，搅拌速度为200～400r/min，得到了中间产物。

步骤3待温度降为室温后，将步骤2得到的中间产物进行减压蒸馏，再加入异丙醇与甲苯的混合溶剂进行稀释溶解，得到中间产物混合溶液。

步骤4在装有氮气通入装置、机械搅拌器、抽真空装置的三口烧瓶中，装入乙二胺，利用恒压分液漏斗滴入步骤2得到的中间产物混合溶液，通氮气保护，在70℃～90℃恒定温度下搅拌反应3.5h～4.5h，搅拌速度为200-400r/min，冷凝管回流。待温度降为室温后，向三口瓶加入氢氧化钠固体，继续搅拌0.5h～1h后，得到混合产物。

步骤5将步骤4得到的混合产物进行分液过滤，过滤掉反应中产生的NaCl以及未反应完全的NaOH，对所得的滤液进行减压蒸馏，得到环氧树脂固化剂。