[发明专利]一种水性环氧树脂固化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种水性环氧树脂固化剂的制备方法及其应用，所述制备方法对脂肪胺进行两步扩链反应，且在第二步扩链反应中选用了特定的多元醇作为第二扩链剂，得到了所述水性环氧树脂固化剂。本发明所述制备方法工艺简单，反应条件温和，得到的水性环氧树脂固化剂与环氧树脂相容性好，具有良好的贮存稳定性。本发明所述环氧树脂组合物中环氧树脂、水性环氧树脂固化剂和催化剂能在体系中稳定存在，使其能够作为单组分环氧树脂涂料应用于涂装领域，节省了传统水性环氧树脂使用时还要将固化剂和主体树脂进行混合的繁琐步骤，使用方法简单易操作。本发明将上述环氧树脂组合物进行涂装，得到的涂膜稳定性好，综合性能优异，可以完全符合相关标准要求。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种水性环氧树脂固化剂的制备方法及其应用。

背景技术

我国环氧树脂的产量和消费量日益增长，并且其产品包括从基本原料到制品和机械设备，已具有相当的规模。环氧树脂广泛应用于机电、化工、土木建筑、轻工以及纺织等部门，产品与品种逐年递增，在材料工业中占有相当重要的比例。

环氧树脂具有优良的机械性能、粘接性能、耐腐蚀性能，广泛应用于涂料领域。水性环氧树脂以去离子水代替有机溶剂作为分散介质的新型环氧树脂体系，也称水分散环氧树脂。与传统的溶剂型环氧树脂相比，它具有快干、无毒、节能、成本低、安全、不污染环境等优点。目前水性环氧树脂的发展方向主要是树脂水性化和固化剂水性化，其中固化剂水性化更能改善固化物性能和减少环境污染，应用前景广阔。

水性环氧固化剂首先需兼顾水溶性、反应活性以及与环氧树脂相容性，其次需兼顾固化物的强度、韧性、耐腐蚀性等等，目前市售或者专利中制得的水性环氧固化剂的综合性能均无法完全满足实际应用的要求。

CN105801869A中公开了一种亲水性好的水性环氧固化剂，该固化剂包括的组分有聚醚、双酚A环氧树脂、间苯二胺、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和四氯化锡。但该水性环氧固化剂所用的聚醚分子量在1500-3500，其分子量较大，虽然水溶性和固化物的韧性较好但反应活性降低太多，导致固化物各项性能发展很慢，固化也不完全。

CN103788343A中公开了一种零VOC水性环氧固化剂，制备的方法是：先将聚醚胺滴加入环氧树脂和端环氧基缩水甘油醚中110-160℃反应生成中间体，再把中间体滴加到胺类化合物中并在60-90℃下反应，最后加入去离子水制得产物。该方法第一步中环氧相对于聚醚胺是过量的且反应温度很高，容易导致凝胶，反应很难控制，产品质量难保证。

所以，目前亟需开发一种水性环氧树脂固化剂，能使环氧树脂涂膜的贮存稳定性、热稳定性、良好的韧性及其耐水性等综合性能均能完全满足实际应用要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性环氧树脂固化剂的制备方法及其应用，所述制备方法对脂肪胺进行两步扩链反应，且在两步扩链反应中选用特定的扩链剂，得到了所述水性环氧树脂固化剂。本发明所述制备方法工艺简单，反应条件温和，得到的水性环氧树脂固化剂与环氧树脂相容性良好，具有良好的贮存稳定性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种水性环氧树脂固化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将脂肪胺与第一扩链剂混合，反应，得到第一中间体；

(2)将步骤(1)得到的第一中间体与第二扩链剂混合，反应，得到所述水性环氧树脂固化剂；

所述第二扩链剂为丙三醇、二乙二醇、聚乙二醇或丙二醇中的任意一种或至少两种的组合。