[发明专利]改性水性环氧树脂用固化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性水性环氧树脂用固化剂及其制备方法。所述改性水性环氧树脂用固化剂，其为含有氨基甲酸酯单元和脲单元的醇胺类固化剂，通过含有下述物质的原料制成：二异氰酸酯，聚乙二醇单甲醚，脂肪族多元胺和单官能度环氧活性稀释剂。本发明的改性水性环氧树脂用固化剂的制备方法，其制备路线短、反应温和，粘度小，不需要压力反应设备，因此具有制备过程简单、操作方便、反应条件温和的优点，适于工业化生产。可广泛用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械设备的保护涂层的制备。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种改性水性环氧树脂用固化剂。

背景技术

环氧树脂是指含有两个或多个环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链的高分子预聚物，因其优异的基材附着力、耐热性、耐腐蚀性等性能广泛应用于双组分环氧防腐涂料中。溶剂型环氧涂料因含有甲苯，二甲苯，甚至苯和甲醛等有机挥发物，严重危害生态环境和人体健康，因此开发以水代替有机溶剂的水性环氧涂料是当今涂料行业发展的必然趋势。而水性环氧固化剂是水性环氧涂料重要组成部分，对涂料的最终性能起着决定性的作用。

目前市场上水性环氧固化剂主要分为离子型水性环氧固化剂和非离子型水性环氧固化剂两大类。其中，合成非离子型水性环氧固化剂已见报道，中国专利CN104479110A公开了一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法：按重量份配比将二异氰酸脂10-30份，环氧树脂10-45份和催化剂0.6-6份加入到反应釜中升温进行反应，然后加入聚醚多元醇40-120份升温反应，再入胺20-80份反应，最后加入单环氧化合物5-25份反应，用水50-300份分散得到非离子型自乳化环氧乳液的合成与性能。其在水性固化剂的结构中引入了聚醚链段，环氧树脂链段和聚氨酯结构，制备了柔韧性较好的水性环氧固化剂。但是，这类方法将亲水的聚醚结构引入固化剂主链，使制备固化剂的工艺过程中物料粘度大大增加，给固化剂的制备造成很大不便。

发明内容

针对目前现有技术中存在的技术问题，本发明在于解决现有技术中水性环氧固化剂制备中存在粘度大的弊端，提供一种容易制备、粘度小的水性环氧固化剂乳液，以及提供一种制备方便，能提高水性环氧固化剂乳液稳定性的，易于规模化生产的改性水性环氧树脂用固化剂及其制备方法。

本发明人为解决上述技术问题，锐意研究，最终发现：采用精确配比的异佛尔酮二异氰酸酯与聚乙二醇单甲醚，将可水分散的聚乙二醇单甲醚利用羟基与异佛尔酮二异氰酸酯的一个异氰酸酯反应，接入到异佛尔酮二异氰酸酯结构中，然后按照化学计量的精确配比，加入脂肪族多胺，并将约50％的伯胺氢封闭，一端含甲氧基，一端含伯胺基的化合物B；再用单官能团活性稀释剂再与化合物B的伯胺基计量化学反应，与之加成，达到适当的亲水亲油平衡，生成封闭剂型水性环氧固化剂。该水性环氧树脂用固化剂可广泛应用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械设备的涂层防护技术领域，能满足水性环氧树脂使用。

现有技术中，在水性固化剂的结构中引入了聚醚链段，环氧树脂链段和聚氨酯结构，制备了柔韧性较好的水性环氧固化剂。但是，这类方法将亲水的聚醚结构引入固化剂主链，使制备固化剂的工艺过程中物料粘度大大增加，给固化剂的制备造成很大不便。

具体来说，本发明提出了如下技术方案：

本发明提供了一种改性水性环氧树脂用固化剂，其为含有氨基甲酸酯单元和脲单元的醇胺类固化剂，通过含有下述物质的原料制成：二异氰酸酯，聚乙二醇单甲醚，脂肪族多元胺和单官能度环氧活性稀释剂，其中，

所述聚乙二醇单甲醚的结构式为CH₃O(C₂H₄O)_nH，1≤n≤100；

所述脂肪族多元胺含有两个以上伯胺基；

所述单官能度环氧活性稀释剂是指含有一个环氧基团的环氧化合物；