基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂及其制备方法和应用，属于固化剂领域。本发明专利技术要解决甲基丙烯酸甲酯蒸馏反应釜底废料的环境污染和给人类带来巨大危害的技术问题，又可以解决低分子量多乙烯多胺使用过程中的污染问题。本发明专利技术固化剂的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂及其制备方法和应用
本专利技术属于固化剂领域；具体涉及一种固化剂及其制备方法和应用。本专利技术主要用于环氧树脂的室温及中温固化。本产品具有低挥发性，安全无毒环保成本低等特点。
技术介绍
丙酮氰醇法生产甲基丙烯酸甲酯，在采用甲醇酯化及蒸馏提纯的过程中，由于持续高温会产生甲基丙烯酸酯的低聚物和焦油溶于甲醇中，没有任何使用价值。对其进行排放及焚烧分别会造成水和空气污染。其造成的环境污染和公共安全隐患给人类带来了巨大的危害。
技术实现思路
本专利技术要解决甲基丙烯酸甲酯蒸馏反应釜底废料的环境污染和给人类带来巨大危害的技术问题，又可以解决低分子量多乙烯多胺使用过程中的污染问题；而提供了基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂及其制备方法和应用。为解决上述技术问题，本专利技术中的一种基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂的结构式为：其中n为整数且n＝2～10；A为------、B为n'为整数且n＝13-15。本专利技术中基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂的制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、取生产甲基丙烯酸酯产生的废料，加入多乙烯多胺，以环己烷作为带水和甲醇试剂，加热回流至反应物中无甲醇；步骤二、然后加入十二至十四(C12-14)烷基缩水甘油醚(AGE)，加热反应30min，即得到固化剂。进一步地限定，步骤一中在70℃条件下加热回流。进一步地限定，步骤一所述的生产甲基丙烯酸酯产生的废料与多乙烯多胺的质量比为1：0.9。进一步地限定，步骤二所述十二至十四烷基缩水甘油醚(AGE)的用量是多乙烯多胺物质的量的六分之一。进一步地限定，步骤二的加热反应温度为70℃。本专利技术上述的固化剂用于环氧树脂固化；根据固化剂的胺值和环氧树脂的环氧当量计算，将固化剂及环氧树脂混合，加入适量的叔胺促进剂，在室温下两天或者70℃两个小时可以固化完全，在塑料，胶黏剂和涂料方面取得广泛的应用。本专利技术的反应方程为：本专利技术中生产甲基丙烯酸酯产生的废料和多乙烯多胺经过酰胺化反应生成富含氨基的低聚聚甲基丙烯酰胺，进一步与AGE(十二至十四烷基疏水甘油醚)反应生成固化剂。其分子中富含伯氮和仲氮氢原子，能够使环氧基开环固化。低分子量多乙烯多胺经过以上酰化反应后，其蒸汽压明显降低，从而减弱环氧树脂固化过程胺类物质对人身的伤害和环境的污染，AGE引入的脂肪族长链起到降低固化剂粘度，改善环氧树脂固化后的脆性的双重作用。同时还能赋予环氧树脂固化物一定的柔顺和防水性能。该生产过程简单，适合间歇釜或者连续釜大规模生产。本专利技术的固化剂与环氧E-44固化后的产品的具有热稳定性好，弯曲强度在60-100MPa之间，拉伸强度为20-60MPa之间。本专利技术固化剂的合成具有原料成本低、合成方法简单等优点，更加有利于实际应用。本专利技术解决丙酮氰醇法生产甲基丙烯酸酯中釜底废料环境的空气和水污染问题，节省了排污治理费用。本专利技术避免了分子量多乙烯基多胺在环氧固化过程中蒸汽压高对施工人员的人身危害。本专利技术在保持多乙烯多胺固化环氧产物原有机械强度的同时，提高了韧性。本专利技术不用分离甲基丙烯酸酯釜底废料中的少量焦油，直接固化在环氧的体系中，增加体系的防水能力。附图说明图1是由三乙烯四胺与釜底废料合成的固化剂固化环氧树脂的拉伸强度；图2是由三乙烯四胺与釜底废料合成的固化剂固化环氧树脂的弯曲强度；图3是由三乙烯四胺与釜底废料合成的固化剂固化环氧树脂的TGA图片。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式中采用带有分水器的回流反应釜制备固化剂，具体制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、向反应釜中加入81.057g生产甲基丙烯酸酯产生的废料，再加入74.132g三乙烯四胺，向分水器内加入4.6g环己烷作为带水剂，向反应器加入1g环己烷，在70℃条件下加热回流反应，反应过程中带出体系内的甲醇或者水，甲醇和环己烷界面不再上升时(水和环己烷界面不再上升时)，即体系内没有甲烷，反应结束；步骤二、然后加入18.684g十二至十四烷基缩水甘油醚(AGE)，在70℃条件下加热反应30分钟后，得到的固化剂，产物从釜底出料口，转移到储料罐中保存。将本实施方式制备的固化剂用于环氧树脂固化；根据固化剂的胺值和环氧树脂的环氧当量计算，将固化剂及环氧树脂混合，加入适量的叔胺促进剂，在室温下两天或者70℃两个小时可以固化完全，固化剂与环氧树脂的不同质量比的拉伸强度和弯曲强度如图1和2所示，当固化剂与环氧树脂的质量比为46时的拉伸强度和弯曲强度最强。由图3可知，采用本专利技术固化剂固化环氧树脂，最大可在300℃温度下使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂，其特征在于所述固化剂的结构式为：

【技术特征摘要】
1.基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂，其特征在于所述固化剂的结构式为：其中n为整数且n＝2～10；A为------、B为n'为整数且n'＝13～15。2.如权利要求1所述的基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于所述制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、取生产甲基丙烯酸酯产生的废料，加入多乙烯多胺，以环己烷作为带水和甲醇的试剂，加热回流至反应物中无甲醇；步骤二、然后加入十二至十四烷基缩水甘油醚(AGE)，加热反应30min，即得到固化剂。3.根据权利要求2所述的基于甲基丙烯酸甲酯釜底废料的环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：于朝生，王凤鑫，刘辉，刘广民，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23