一种基于POSS的低温型环氧固化剂及其环氧地坪漆制造技术

本发明专利技术涉及一种基于POSS的低温型环氧固化剂，为叔氨基苯基、多元烷基氨基取代的POSS聚合物，并提供一种基于POSS的低温型环氧固化剂的制备方法；本发明专利技术还提供一种基于POSS的低温型环氧固化剂的环氧地坪漆。本发明专利技术制得的环氧固化剂含有POSS基团，增加了环氧树脂地坪漆固化时的交联密度，从而提高了涂膜的拉伸强度、弯曲强度和抗压强度，同时涂膜具有优异的耐水性、柔韧性、耐磨性和耐腐蚀性；所述的环氧固化剂含有苯基叔胺官能团、多烷基多氨官能团，不需要添加固化促进剂即可在低温下与环氧树脂发生交联反应固化成膜。

【技术实现步骤摘要】
一种基于POSS的低温型环氧固化剂及其环氧地坪漆
本专利技术涉及一种基于POSS的低温型环氧固化剂及其环氧地坪漆，属于功能涂料
技术背景环氧树脂广泛应用于土木建筑、电子电器、航天航空、汽车机械等领域，是国民生产的重要组成部分，中国目前是全球最大的环氧树脂生产国，产量为世界的37.1％。然而环氧树脂是一种无定形黏稠液体，加热呈塑性，没有明显的熔点，受热变软逐渐熔化而发黏，不溶于水，本身不会硬化，因此它几乎没有单独的使用价值，只有和固化剂反应生成三维网状结构的不熔聚合物才有应用价值。当加入一定量固化剂后就逐渐固化形成性能各异的化学物质，因此，必须加入固化剂，组成配方树脂，并且在一定条件下进行固化反应，生成立体网状结构的高分子材料，才会显现出各种优良的性能，成为具有真正使用价值的环氧材料。常用的环氧树脂固化剂分为碱性类固化剂和酸性类固化剂，而碱性类固化剂主要包括脂肪族二胺和多胺、脂环胺、芳香族多胺化合物以及改性聚醚胺，芳香族化合物作为固化剂涂膜硬度较好，但涂膜的耐候性欠佳，脂肪族多胺耐候性较好，但容易吸潮而使涂膜泛白或产生油污；聚醚胺与环氧主剂固化成膜涂层较柔韧，硬度不高。现在使用的多胺固化剂如二乙烯三胺、三乙烯四胺化合物容易挥发，气味较大，对环境造成较大危害；间苯二胺等芳香族胺固化剂与环氧主剂固化成膜耐候性较差，容易发生黄变，不能用于室外或阳光照射较强的地方；聚醚胺固化剂与环氧主剂固化成膜的涂层较柔软，而且环氧树脂涂膜也不耐磨，因此使用时间不会较长，使用时间较长外观效果较差。中国专利CN103923320A公开了一种支化有机硅环氧树脂固化剂及环氧固化体系，该类固化剂能够提高环氧树脂制品的抗冲强度、粘结性能、弯曲强度及环氧树脂的韧性。包含所述的支化有机硅环氧固化剂的环氧固化体系，主要成分包括环氧树脂100重量份，支化有机硅环氧树脂固化剂5～80重量份，固化促进剂0～20重量份。该专利技术固化剂在常温下为粘度较低的透明液体，易于与环氧树脂混合均匀，可适用于绝大部分种类环氧树脂的固化，用其制备的环氧树脂浇铸体透明无气泡；固化剂可以在20-100℃范围内低温固化大部分环氧树脂，低于100℃时环氧树脂固化物为无色透明固体；通过改变固化剂上活性基团的种类和数目或者调节硅氧烷链段长度，可以调节固化剂的性质，应用广泛。但是该专利技术由于含有氨基为仲氨基，低温固化时仍需添加固化促进剂。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于POSS的低温型环氧固化剂及其制备方法。本专利技术还提供一种基于POSS的低温型环氧固化剂的环氧地坪漆。所述的一种基于POSS的低温型环氧固化剂，其制备步骤如下：a)、制备N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷：将3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷、乙醇加入到反应釜中，然后边搅拌边逐滴滴加卤代甲烷，在1.5～2h滴加完毕，保持反应4～8h，减压蒸馏除去乙醇和卤化氢，得所述的N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷；b)、制备多氨基取代的三甲氧基硅烷：将多氨基化合物、乙醇加入到反应釜中，搅拌加热至45～65℃，然后逐滴滴加KH560，在0.5～1h滴加完毕，保温反应2～4h，减压蒸馏除去乙醇，得所述的多氨基取代的三甲氧基硅烷；c)、基于POSS的低温型环氧固化剂的合成：按重量份计，将60.0份无水甲醇、5.0～10.0份N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷、5.0～30.0份多氨基取代的三甲氧基硅烷加入到反应釜中，升温至65～75℃回流反应24～48h，然后冷却至室温，加入50.0～100.0份有机溶剂，此时溶液变浑浊并有沉淀析出，待沉淀完全析出后，真空抽滤，并用有机溶剂洗涤沉淀滤饼3～5次，然后在真空干燥箱内50℃干燥24h，得所述基于POSS的低温型环氧固化剂。其中，所述的3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷与卤代甲烷的摩尔比为1:1～1.2；所述的卤代甲烷为碘甲烷、溴甲烷、甲基氯中的至少一种。所述的多氨基化合物与KH560的摩尔比为1:0.9～1；所述的多氨基化合物为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的至少一种。所述的有机溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃中的至少一种。所述的一种基于POSS的低温型环氧固化剂，为叔氨基苯基、多元烷基氨基取代的POSS聚合物，其分子结构如下式所示：其中，X可以为多元烷基氨基、叔氨基苯基的一种或其组合；所述多元烷基氨基中的m＝1～4。所述的一种基于POSS的低温型环氧固化剂的环氧地坪漆，包含A、B两组分；按重量份计，所述的A组分为：环氧树脂30.0～50.0份、溶剂10.0～30.0份、填料15.0～30.0份、消泡剂0.5～0.30份、色浆或色精0～10份；所述的B组分为：15.0～30.0份基于POSS的低温型环氧固化剂、15.0～20.0份溶剂。其中，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂中的至少一种；所述的溶剂为无水乙醇、异丙醇、丁醇、苯甲醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述的填料为重钙、轻钙、钛白粉、滑石粉、膨润土、硫酸钡、云母粉中的至少一种；所述的消泡剂为丙烯酸酯消泡剂、有机硅聚醚消泡剂、有机氟消泡剂中的至少一种。本专利技术所述的环氧固化剂含有POSS基团，增加了环氧树脂地坪漆固化时的交联密度，从而提高了涂膜的拉伸强度、弯曲强度和抗压强度，同时涂膜具有优异的耐水性、柔韧性、耐磨性和耐腐蚀性；所述的环氧固化剂含有苯基叔胺官能团、多烷基多氨官能团，不需要添加固化促进剂即可在低温下与环氧树脂发生交联反应固化成膜。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的一种基于POSS的低温型环氧树脂固化剂及其环氧地坪漆做进一步的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。实施例1一种基于POSS的低温型环氧树脂固化剂A，其制备方法如下：a)、制备N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷：将3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷、乙醇加入到反应釜中，然后边搅拌边逐滴滴加溴甲烷，在2h滴加完毕，保持反应8h，减压蒸馏除去乙醇和溴化氢，得所述的N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷；其中，3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷与溴甲烷的摩尔比为1:1；b)、制备多氨基取代的三甲氧基硅烷：将三乙烯四胺、乙醇加入到反应釜中，搅拌加热至65℃，然后逐滴滴加KH560，在1h滴加完毕，保温反应2h，减压蒸馏除去乙醇，得所述的多氨基取代的三甲氧基硅烷；其中，三乙烯四胺与KH560的摩尔比为1:0.9；c)、基于POSS的低温型环氧固化剂的合成：按重量份计，将60.0份无水甲醇、8.0份N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷、25.0份多氨基取代的三甲氧基硅烷加入到反应釜中，升温至65℃回流反应40h，然后冷却至室温，加入80.0份乙酸丁酯，此时溶液变浑浊并有沉淀析出，待沉淀完全析出后，真空抽滤，并用乙酸丁酯洗涤沉淀滤饼4次，然后在真空干燥箱内50℃干燥24h，得所述基于POSS的低温型环氧固化剂A。实施例2一种基于POSS的低温型环氧树脂固化剂B，其制备方法如下：a)、制备N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷：将3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于POSS的低温型环氧固化剂，其特征在于：所述的基于POSS的低温型环氧固化剂，为叔氨基苯基、多元烷基氨基取代的POSS聚合物，其分子结构如下式所示：

【技术特征摘要】
1.一种基于POSS的低温型环氧固化剂，其特征在于：所述的基于POSS的低温型环氧固化剂，为叔氨基苯基、多元烷基氨基取代的POSS聚合物，其分子结构如下式所示：其中，X可以为多元烷基氨基、叔氨基苯基的一种或其组合；所述多元烷基氨基中的m＝1～4。所述的基于POSS的低温型环氧固化剂，其制备方法如下：a)、制备N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷：将3-(苯基氨基)丙基三甲氧基硅烷、乙醇加入到反应釜中，然后边搅拌边逐滴滴加卤代甲烷，在1.5～2h滴加完毕，保持反应4～8h，减压蒸馏除去乙醇和卤化氢，得所述的N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷；b)、制备多氨基取代的三甲氧基硅烷：将多氨基化合物、乙醇加入到反应釜中，搅拌加热至45～65℃，然后逐滴滴加KH560，在0.5～1h滴加完毕，保温反应2～4h，减压蒸馏除去乙醇，得所述的多氨基取代的三甲氧基硅烷；c)、基于POSS的低温型环氧固化剂的合成：按重量份计，将60.0份无水甲醇、5.0～10.0份N-甲基-N-苯基-3-氨基正丙基三甲氧基硅烷、5.0～30.0份多氨基取代的三甲氧基硅烷加入到反应釜中，升温至65～75℃回流反应24～48h，然后冷却至室温，加入50.0～100.0份有机溶剂，此时溶液变浑浊并有沉淀析出，待沉淀完全析出后，真空抽滤，并用有机溶剂洗涤沉淀滤饼3～5次，然后在真空干燥箱内50℃干燥24h，得所述基于POSS的低温型环氧固化剂。2.根据权利要求1所述的基于POSS的低温型环氧固化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢义鹏，许钧强，康伦国，姚东生，
申请(专利权)人：合众佛山化工有限公司，韶关市合众化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44