[发明专利]一种改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂、制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种固化剂，尤其涉及一种改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂、制备方法及应用。所述固化剂为咪唑金属盐络合物，由1‑氰乙基‑2‑乙基‑4‑甲基咪唑与过渡金属氯化物反应而得，所述反应以醇类化合物为溶剂，在60摄氏度下反应4‑10h，经真空抽滤和减压蒸馏去除溶剂后得到产物。所制备的固化剂与环氧树脂具有相容性好，室温储存期长，高温反应活性高的特点，且环氧固化产物具有优良的耐热性及力学性能。该固化剂可作为环氧树脂潜伏型固化剂在复合材料制造和胶黏剂等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种固化剂，尤其涉及一种改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂、制备方法及应用。

背景技术

环氧树脂以其良好的耐热性、力学性能、粘结性、电绝缘性及耐化学腐蚀性，被广泛地应用于涂料、粘结剂、复合材料制造等领域。环氧树脂室温下一般为液态或固态的小分子或低聚物，在与固化剂发生固化反应后形成热固性聚合材料。环氧树脂可以与多种固化剂发生固化反应，如胺类、酸酐类、硫醇类、酚类、酚醛类和咪唑类固化剂等。其中咪唑类固化剂由于其具有宽泛的固化温度，较高的固化效率，以及固化物模量高、耐热性好的优点，在环氧树脂产品中使用较为普遍。但未改性咪唑类固化剂与环氧树脂在室温下会缓慢地发生固化反应，所以这类环氧树脂体系通常须低温下运输和储存，增加了材料的使用成本也影响了环氧树脂的使用效率。

目前国内外已有部分关于将咪唑类环氧树脂固化剂潜伏化的报导，包括取代改性(US4335228，CN106866937A)，金属无机盐络合改性(JApp Polym Sci，1999，75：201-207)，微胶囊法(EP543675，CN101016369A)等，其中取代改性法得到的咪唑类固化剂与环氧树脂具有良好的相容性，但其潜伏性仍然不够理想；金属无机盐络合改性咪唑类固化剂虽然可以显著提高其潜伏型，但改性后的咪唑一般为固态，与环氧树脂相容性差；微胶囊法是一种物理隔离的方法，微胶囊包覆后的咪唑在环氧树脂中具有良好的相容性和潜伏型，但咪唑微胶囊化制备过程中，影响因素多，反应不易控制，且环氧树脂固化后，微胶囊壁材残留在环氧树脂体系中，影响材料的物理性能。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种新型金属无机盐络合改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂。本发明的固化剂室温下为液态，与环氧树脂相容性极佳，室温下潜伏性好，高温下固化速率快，交联程度高，固化物性能优良的一种改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂、制备方法及应用。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供一种改性咪唑类环氧树脂潜伏型固化剂，该固化剂结构式具体如下：

式中X＝6-12的整数，M过渡金属原子。

所述固化剂由咪唑化合物和过渡金属氯化物经络合反应而得，该反应包括如下步骤：

(1)将咪唑化合物溶解于醇类溶剂中，室温下搅拌15min后，得到咪唑类化合物溶液；

(2)将过渡金属氯化物溶解于醇类溶剂中，室温下搅拌15min后，得到过渡金属氯化物溶液；

(3)将步骤(2)中过渡金属氯化物溶液在搅拌条件下，缓慢滴加到步骤(1)中咪唑化合物溶液中，滴加结束后在50至70摄氏度下反应4-10小时。

(4)反应完成后，真空抽滤，将得到的溶液进行减压蒸馏，直至完全除去醇类溶剂，得到改性咪唑环氧树脂潜伏型固化剂。

步骤(1)和(2)中所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇中的一种或多种。

步骤(1)中所述咪唑化合物为1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑，其在溶液中的浓度为5至20％。