用于环氧树脂的水相容性固化剂制造技术

＊＊＊ 环氧树脂用新型水相容性固化剂。该固化剂可通过下列步骤制备：（ａ）将至少一种每分子含有至少３个活性胺属氢原子的多胺和至少一种官能度为至少１．５的环氧树脂按环氧官能当量与多胺摩尔比为０．９∶１－１∶１０反应，从而产生胺端基中间体；（ｂ）将胺端基中间体与以胺端基中间体为基准计０．５－２５ｗｔ％结构式（Ⅰ）、（Ⅱ）和（Ⅲ）所示的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物反应，其中Ｒ↑［１］为含有１－１５个碳原子的烷基，芳基，或芳烷基，Ｘ和Ｙ独立地为氢，甲基或乙基，前提条件是如果Ｘ为甲基或乙基，Ｙ为氢，或者如果Ｙ为甲基或乙基，Ｘ为氢，以及ｎ＋ｍ＋ｏ为１００－２００的实数，和ｎ＋ｏ为ｎ＋ｍ＋ｏ的至少７０％，（Ⅰ）与（Ⅱ）的重量比在１００∶０－０∶１００的范围内，（Ⅰ）与（Ⅲ）的重量比在１００∶０－０∶１００的范围内，和（Ⅱ）与（Ⅲ）的重量比在１００∶０－０∶１００的范围内，直到基本上所有酸基被消耗掉为止。该胺端基固化剂还可被单环氧基封端。该固化剂还可以下列方式制备：（ａ）使至少一种上述多胺与环氧树脂反应以便制成胺端基中间体；（ｂ）使该胺端基中间体与单环氧基反应形成封端的胺端基中间体；随后（ｃ）使封端的胺端基中间体与上述含酸端基聚亚烷基二醇的化合物反应。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于环氧树脂的固化剂。在一方面，本专利技术涉及适用于水性涂装的固化剂。借助多胺型固化剂固化的环氧树脂涂料体系被用于制备各种基底的工业维护涂料和其他类型保护性涂料。环氧树脂具备优异的抗化学药品性，也对大多数基底，例如各种木材，壁板，金属和砖石建筑表面有良好的粘附力。很早就希望配制基本上不含挥发性有机化合物(VOC)的固化剂，如果可能的话，它在无外来促进剂存在下在宽范围温度下可以自乳化和固化。许多现有水性环氧树脂和固化剂均受到膜性能不良这一问题干扰，因为表面活性剂在树脂体系的固化过程中趋向于迁移到表面。因此，希望提供含有在固化过程中不迁移的表面活性剂的固化剂体系，即，不需要使表面活性剂成盐(例如用酸)或者使用增塑剂以形成固化剂在水中的稳定分散体的水相容性体系。水相容性固化剂能够是可溶的(均化型)、可分散的(水包油型分散体)或者能够提供油包水型分散体。除了提供水相容性固化剂以外，固化剂应该容易与水性环氧树脂相容以便制备具有良好机械和电阻性能的涂料。不具备良好的与环氧树脂相容性的水性固化剂在被涂敷于基底时将会固结不好。在固化剂伯胺基团已被转化成仲胺基团以减轻由于氨基甲酰化带来的起雾或白化现象的情况下，相容性问题变得更为突出。希望获得水相容的固化剂和提供具有良好机械和电阻性能的固化产物。环氧树脂用固化剂包括由以下步骤制备的反应产物(a)将至少一种每分子具有至少3个活性胺属氢原子的多胺和至少一种官能度为至少1．5的环氧树脂以环氧官能当量与多胺摩尔比为0．9∶1—1∶10反应，从而产生胺端基中间体；(b)将胺端基中间体与0．5—25wt％以胺端基中间体为基准计结构式如下的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物反应 其中R1为有1—15个碳原子的烷基，芳基，或芳烷基，X和Y独立地为氢，甲基或乙基，前提条件是如果X为甲基或乙基，Y为氢，或者如果Y为甲基或乙基，X为氢，以及n+m+o为100—200的实数，和n+o为n+m+o的至少70％，(Ⅰ)与(Ⅱ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，(Ⅰ)与(Ⅲ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，和(Ⅱ)与(Ⅲ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，直到基本上所有酸基被消耗掉，从而产生胺端基固化剂为止。这类胺端基固化剂也能够用单环氧基封端以提供本专利技术的封闭的胺固化剂。本专利技术还提供包括由以下步骤制备的反应产物的环氧树脂用固化剂(a)将至少一种每分子具有至少3个活性胺属氢原子的多胺和至少一种官能度为至少1．5的环氧树脂按环氧官能当量与多胺摩尔比为0．9∶1—1∶10反应，从而产生胺端基中间体；(b)将胺端基中间体与单环氧化物按胺属氢原子与环氧基团的比率为1．5∶1—30∶1反应以提供封闭的胺端基中间体；(c)将封闭的胺端基中间体与以封闭的胺端基中间体为基准计0．5—25wt％结构式如下的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物反应 其中R1为有1—15个碳原子的烷基，芳基，或芳烷基，X和Y独立地为氢，甲基或乙基，前提条件是如果X为甲基或乙基，Y为氢，或者如果Y为甲基或乙基，X为氢，以及n+m+o为100—200的实数，和n+o为n+m+o的至少70％，(Ⅰ)与(Ⅱ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，(Ⅰ)与(Ⅲ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，和(Ⅱ)与(Ⅲ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，直到基本上所有酸基被消耗掉，从而产生封闭的胺类固化剂为止。已经发现，含有聚醚酰胺基胺部分的某些胺加成固化剂在没有酸的水中是相容的，如此提供用于水性环氧树脂涂料配方用的优质固化剂。此外，本专利技术的固化剂仅需要少量固体型表面活性剂。本专利技术的固化剂在结合固体或液体环氧树脂水分散体使用时，产生具有良好抗冲击性，高光泽和／或保光性的涂料。本专利技术的水性固化剂组合物在水中是可溶的或可分散在水中(水包油型分散体，其中连续相包括水和固相包括固化剂组合物)或水能够被分散在固化剂中(油包水型分散体，其中连续相包括固化剂)。该分散体可为悬浮体，乳液或胶态分散体。水相可含有其它混合物形式的液体，但优选无任何VOC并且无任何助溶剂。基本上无VOC的水相是指水性固化剂组合物的5wt％或更少，优选少于1wt％为VOC。为了说明的目的，本专利技术固化剂的一个实例能够表示为有以下简化式的胺端基固化剂 其中R1为有1—15个碳原子的烷基，芳基，或芳烷基，R2和R3独立地为在主链上每一结构含有2—18个碳原子的视具体情况而定含有非反应活性氧或至多平均4个仲和／或叔氮原子的脂族，脂环族或芳族基团，X和Y独立地为氢，甲基或乙基，前提条件是如果X为甲基或乙基，Y为氢，或者如果Y为甲基或乙基，X为氢，以及n+m+o为100—200的实数，和n+o为n+m+o的至少70％，优选90％。这些固化剂优选能够用单环氧基通过将单环氧化物的环氧基团与至少一部分残余的伯或仲胺基团反应来封端。为了说明的目的，本专利技术固化剂的另一实例可表示为有以下简化式的胺端基固化剂 其中R2，R3，X，Y，n，m和o如上所述。作为上述结构，这些固化剂优选能够用单环氧基通过将单环氧化物的环氧基团与至少一部分残余的伯或仲胺基团反应来封端。为了进一步说明的目的，本专利技术固化剂的又一实例可表示为有以下简化式的胺端基固化剂 其中R1，R2，R3，X，Y，n，m和o如上所述，R4为具有1—15个碳原子的烷基，芳基，或芳烷基。为了进一步说明的目的，本专利技术固化剂的另一实例可表示为具有以下简化式的胺端基固化剂 其中R2，R3，X，Y，n，m和o如上所述，R4为具有1—15个碳原子的烷基，芳基，或芳烷基。上述固化剂的一个实例能够这样来制备，将以下简化式所示胺端基化合物 其中R2和R3如上所述，与结构式如下的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物反应 其中R1，X，Y，n，m和o如上所述，其中胺属氢与羧基比为100∶1—1000∶1，按照(Ⅰ)与(Ⅱ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，(Ⅰ)与(Ⅲ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，和(Ⅱ)与(Ⅲ)的重量比在100∶0—0∶100的范围内，直到基本上所有酸基被消耗掉，从而产生胺端基固化剂为止。然后可将这些固化剂封端以得到封闭的胺类固化剂。在固化剂的另一实例中，固化剂能够通过将上述式(X)所示胺端基化合物与至少一种单环氧化物反应，然后与至少一种以上所示含酸端基聚亚烷基二醇的化合物反应来制备。在一个实施方案中，固化剂能够通过将结构(Ⅰ)和(Ⅱ)的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物按照(Ⅰ)和(Ⅱ)的重量比为99∶1—1∶99，优选在20∶80—80∶20的范围与至少一种胺端基化合物反应来制备。在另一实施方案中，固化剂可通过将结构(Ⅱ)和(Ⅲ)的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物按(Ⅱ)和(Ⅲ)的重量比为99∶1—1∶99，优选在20∶80—80∶20的范围与至少一种胺端基化合物反应来制备。在又一实施方案中，固化剂可通过将结构(Ⅰ)和(Ⅲ)的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物按(Ⅰ)和(Ⅲ)的重量比在99∶1—1∶99，优选在20∶80—80∶20的范围与至少一种胺端基化合物反应来制备。此外，该固化剂还可这样来制备，将结构(Ⅰ)，(Ⅱ)和(Ⅲ)的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物以(Ⅰ)的量为4—98wt％，(Ⅱ)的量为1—95本文档来自技高网...

【技术保护点】
环氧树脂用固化剂，其中包括由以下步骤制备的反应产物： （ａ）将至少一种每分子量有至少３个活性胺属氢原子的多胺和至少一种官能度为至少１．５的环氧树脂按环氧官能当量与多胺摩尔比为０．９∶１－１∶１０反应，从而产生胺端基中间体； （ｂ）将胺端基中间体与以胺端基中间体为基准计０．５－２５ｗｔ％结构式如下的含酸端基聚亚烷基二醇的化合物反应： ＊＊＊ 其中Ｒ↑［１］为含有１－１５个碳原子的烷基，芳基，或芳烷基，Ｘ和Ｙ独立地为氢，甲基或乙基，前提条件是如果Ｘ为甲基或乙基，Ｙ为氢，或者如果Ｙ为甲基或乙基，Ｘ为氢，以及ｎ＋ｍ＋ｏ为１００－２００的实数，和ｎ＋ｏ为ｎ＋ｍ＋ｏ的至少７０％，（Ⅰ）与（Ⅱ）的重量比在１００∶０－０∶１００的范围内，（Ⅰ）与（Ⅲ）的重量比在１００∶０－０∶１００的范围内，和（Ⅱ）与（Ⅲ）的重量比在１００∶０－０∶１００的范围内，直到基本上所有酸基被消耗掉，从而产生胺端基固化剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GE巴克，K丹加亚克，JD埃尔莫尔，K戈什，CJ斯塔克，PC王，
申请(专利权)人：荷兰解决方案研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]