[发明专利]一种酚醛改性的聚醚胺型环氧树脂固化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种酚醛改性的聚醚胺型环氧树脂固化剂及其制备方法，属于环氧树脂制备技术领域。其向反应釜中加入聚醚胺和酚类，边升温并边搅拌；当温度升到一定程度时开始逐渐滴加醛类水溶液，滴加结束后回流反应；然后再真空脱水，将反应釜连接到真空蒸馏装置上进行，蒸馏得到聚醚胺型环氧树脂固化剂。本发明制备所得的酚醛改性的聚醚胺作为环氧树脂固化剂，所复配得到的环氧树脂粘胶剂体系具有优异的粘接性能及力学性能。在机理方面，改性物中引入了酚羟基及胺类活性氢，很大程度上加强了反应活性，提高了胺基与环氧基团的固化速度，耐热性和耐腐蚀性提高。

技术领域

本发明涉及一种酚醛改性的聚醚胺型环氧树脂固化剂及其制备方法，属于环氧树脂制备技术领域。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，作为一种新型的化工材料，环氧树脂胶粘剂在不同领域里发挥着越来越重要的作用。环氧树脂具有粘接强度高、收缩性低、原料易得、合成工艺简单、使用温度宽、适用范围广、尺寸稳定、抗蠕变性强、耐化学介质、电绝缘性优良、等优点，在航空航天、土木建筑、电子电器、汽车机械、轻工等领域得到了广泛的应用。

固化剂对于环氧树脂胶粘剂而言是不可缺少的重要组分。因为未固化的环氧树脂是热塑性低聚物，在室温和一般加热时都不会固化，无法直接使用。只有加入适当的固化剂，在一定的条件下固化，生成三维网状结构产物，才会显现出各种优良的性能，具有真正的实用价值，因此，研究新类型固化剂具有重要意义。石学堂等人选用苯酚、壬基酚和甲醛等原料，进行了脂环族异佛尔酮二胺的曼尼希改性实验，研究了反应条件和物料配比对产品的影响，改性后的产品有着优良的物化性能(化学与黏合，2008，30，8-11)。鹿桂芳等人以壬基酚和甲醛为原料对三乙烯四胺、多乙烯多胺等进行了曼尼希改性，研究了和环氧树脂固化反应过程的热效应，改性后的产品具有良好的机械性能(化学工程师，2010，8，1-3)。聚醚胺作为胺类固化剂，它的特点是无色透明、黏度低、沸点高、蒸气压低、毒性低、中等活性、适用期长、与环氧树脂相容性好，固化物无色透明、高光泽、韧性好、耐热冲击、耐疲劳性能等。但是其环氧树脂固化物在高温性能方面不是很理想，而曼尼希(Mannich)改性物中引入了酚羟基及胺类活性氢，加强了反应活性，提高了胺基与环氧基团的固化速度，同时带有的酚醛骨架结构能进一步提高热变形温度，改善树脂固化物本身的耐热性和耐腐蚀性。

因此，对胺类固化剂进行曼尼希改性研究具有重要的现实意义和理论意义。

发明内容

本发明的目的是克服传统胺类固化剂的弊端，提供一种酚醛改性的聚醚胺型环氧树脂固化剂及其制备方法，制备的固化剂具有优异的粘接性能及力学性能。

本发明的技术方案，一种酚醛改性的聚醚胺型环氧树脂固化剂，结构简式如下：

所述-R-具体为-(CH₂)_aO(CH₂CH₂O)_b(CH₂)_a-，其中a＝2或3、b＝1或2；其中x＝2.5、6.1或33；或者其中x+z＝3.6、y＝9。

进一步地，向反应釜中加入聚醚胺和酚类，边升温并边搅拌；当温度升到一定程度时开始逐渐滴加醛类水溶液，滴加结束后回流反应；然后再真空脱水，将反应釜连接到真空蒸馏装置上进行，蒸馏得到聚醚胺型环氧树脂固化剂。

进一步地，所述聚醚胺主链链段中包含乙二醇和/或丙二醇结构单元，主链两端为两个胺基。

进一步地，所述聚醚胺的结构式为H₂N(CH₂)_aO(CH₂CH₂O)_b(CH₂)_aNH₂，其中a＝2或3、b＝1或2；其中x＝2.5、6.1或33；或者其中x+z＝3.6、y＝9。