环氧树脂固化剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种环氧树脂固化剂、其制备方法及应用，属于固化剂领域。其技术方案包括向反应釜中加入树枝状聚酰胺‑胺和胺类化合物，混合均匀；分批向其中加入环氧类单体，混合均匀；升温至40‑150℃下搅拌，反应1‑8h，得到环氧树脂固化剂；所述树枝状聚酰胺‑胺的重量份为1‑5份，所述胺类化合物的重量份为1‑200份，所述环氧类单体的重量份为1‑150份。本发明专利技术应用于环氧树脂固化剂方面，解决了现有固化剂在用于环氧树脂体系时，不能兼顾柔软度、韧性与硬度以及附着力的问题，具有能够显著提高环氧树脂柔韧性、附着力及硬度的特点。

Curing agent of epoxy resin, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
环氧树脂固化剂、其制备方法及应用
本专利技术属于固化剂领域，尤其涉及一种环氧树脂固化剂、其制备方法及应用。
技术介绍
环氧树脂具有优异的热稳定性、耐化学品性、绝缘性、硬度高、耐磨好，广泛的应用于涂料、胶黏剂等化工领域。然而，环氧树脂是一种无定型粘稠液体，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。专利CN102504205A公开了一种耐沸水煮的环氧固化剂的制备方法，该固化剂由环氧类化合物、羟基化合物、胺类化合物、咪唑类化合物组成。本专利技术的固化剂主要用于长期耐沸水介质的场合粘接使用，具有制备工艺简单，反应条件容易控制，环保，与环氧树脂配合室温固化粘接后，经沸水煮后强度下降率极小的特点。然而，上述专利得到的固化剂在用于环氧树脂体系时，虽然提高了固化剂的耐沸水煮的性能，但其仍然存在为了提高体系的柔软度、韧性，无法保证体系的硬度以及附着力的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术所要解决的技术问题是克服现有固化剂在用于环氧树脂体系时，不能兼顾柔软度、韧性与硬度以及附着力的问题，提出一种能够显著提高环氧树脂柔韧性、附着力的环氧树脂固化剂、其制备方法及应用。为解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：向反应釜中加入树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物，混合均匀；分批向其中加入环氧类单体，混合均匀；升温至40-150℃下搅拌，反应1-8h，得到环氧树脂固化剂；所述树枝状聚酰胺-胺的重量份为1-5份，所述胺类化合物的重量份为1-200份，所述环氧类单体的重量份为1-150份。优选的，包括以下步骤：向反应釜中加入树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物，升温至30-40℃混合均匀；保持该温度并向其中分批加入环氧类单体，混合均匀；升温至40-150℃下搅拌，反应1-8h，得到环氧树脂固化剂。优选的，所述环氧类单体和胺类化合物的加入量摩尔比为1:1-1:5。优选的，所述树枝状聚酰胺-胺选自代数为0-5代的树枝状聚酰胺-胺中的任意一种。优选的，所述胺类化合物选自二乙醇胺、乙二胺、乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、三羟甲基氨基甲烷、苯二胺、环己二胺中的至少一种。优选的，所述环氧类单体选自乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚中的至少一种。本专利技术还提供了一种如上述任一技术方案所述的环氧树脂固化剂的制备方法制备得到的环氧树脂固化剂。本专利技术还提供了一种上述技术方案所得到的环氧树脂固化剂在环氧树脂体系中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种环氧树脂固化剂的制备方法，该制备方法工艺简单，由其制备得到的环氧树脂固化剂分子间加入了柔性链段，固化后可以提高环氧树脂的柔韧性；树枝状聚酰胺-胺PAMAM球形的三维结构，分子与分子之间无链缠结，具有提高交联密度、附着力特点；同时分子末端存在大量的羟基或者氨基，所以具有加快固化速率的作用。在反应过程中适当调节单体的比例，可以达到调节固化剂性能的目的。具体实施方式下面将对本专利技术具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本专利技术的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：S1：向反应釜中加入树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物，混合均匀；S2：分批向其中加入环氧类单体，混合均匀；S3：升温至40-150℃下搅拌，反应1-8h，得到环氧树脂固化剂；所述树枝状聚酰胺-胺的重量份为1-5份，所述胺类化合物的重量份为1-200份，所述环氧类单体的重量份为1-150份。该实施例中，首先向反应釜中加入树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物，并将其混合均匀，然后向其中加入环氧类单体，混合均匀后，升温，反应，有利于保证化合物中各基团的分布更均匀，性能更稳定。树枝状聚酰胺-胺(PAMAM)与胺类化合物混合均匀后，与环氧类单体在该温度下发生反应，反应式如下：上述反应可以生成一种端氨基的化合物，与传统的固化剂相比，表现出更多的反应基团，环氧类单体在上述化合物中作为柔性链段，加入柔性链段可以提高环氧树脂固化后的柔韧性；树枝状聚酰胺-胺具有球形的三维结构，分子与分子之间无链缠结，可以适当提高交联密度、附着力、硬度；上述得到的化合物由于存在大量的末端羟基和氨基，具有加快固化速率的作用；该固化剂添加到水性环氧树脂体系中，可以明显改善环氧树脂涂膜的光泽度。该实施例中具体限定了反应温度及反应时间，该反应温度还可以是50℃、60℃、80℃、100℃、120℃及其范围内的任意点值；该反应时间还可以是2h、4h、6h及其范围内的任意点值。该实施例还具体限定了树枝状聚酰胺-胺、胺类化合物以及环氧类单体的重量份，树枝状聚酰胺-胺的重量份还可以为2、3、4份及其范围内的任意点值；胺类化合物的重量份还可以为10、20、、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180份及其范围内的任意点值；环氧类单体的重量份还可以是5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145份及其范围内的任意点值。在一优选实施例中，包括以下步骤：S1：向反应釜中加入树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物，升温至30-40℃混合均匀；该步骤中，在30-40℃下有利于加快树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物的混合速度，使得两者混合更加均匀，有利于保证产物基团的均匀分布，提高产品性能的稳定性。S2：保持该温度并向其中分批加入环氧类单体，混合均匀；S3：升温至40-150℃下搅拌，反应1-8h，得到环氧树脂固化剂。该实施例中，在树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物混合均匀后，再分次加入环氧类单体，并且限定了混合温度为在30-40℃，原因在于：环氧类单体与胺类化合物在温度较低时时反应速度非常缓慢，40℃以下混合能够保证各原料在充分混合均匀后再进行反应，使得制备得到的化合物中各基团的分布更均匀，性能更稳定。需要说明的是，本实施例采用原料分步加入且环氧类单体分批加入的方式，同时在步骤S2中严格限制混合温度为40℃以下，原因在于：如果将原料一次性全部加入到反应釜内，虽然在40℃下反应很慢，但是因为该反应是放热反应，热量会在反应釜内慢慢堆聚，随着温度的升高，反应速度迅速加快，表现为反应釜内温度在短时间内升高一两百摄氏度，在生产中很危险，并且根据反应物比例的不同，同时有交联的可能。本实施例分批加入环氧类单体，同时随时控制温度，避免了大量反应物的存在造成因反应放热而导致的温度骤升，避免了危险的发生。在一优选实施例中，所述环氧类单体和胺类化合物的加入量摩尔比为1:1-1:5。该实施例具体限定了环氧类单体和胺类化合物的加入量摩尔比，原因在于，在该摩尔比下，过量的胺类化合物可以保证环氧基团能完全反应掉，防止因存放时间过长而影响产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应釜中加入树枝状聚酰胺‑胺和胺类化合物，混合均匀；分批向其中加入环氧类单体，混合均匀；升温至40‑150℃下搅拌，反应1‑8h，得到环氧树脂固化剂；所述树枝状聚酰胺‑胺的重量份为1‑5份，所述胺类化合物的重量份为1‑200份，所述环氧类单体的重量份为1‑150份。

【技术特征摘要】
1.环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应釜中加入树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物，混合均匀；分批向其中加入环氧类单体，混合均匀；升温至40-150℃下搅拌，反应1-8h，得到环氧树脂固化剂；所述树枝状聚酰胺-胺的重量份为1-5份，所述胺类化合物的重量份为1-200份，所述环氧类单体的重量份为1-150份。2.根据权利要求1所述的环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应釜中加入树枝状聚酰胺-胺和胺类化合物，升温至30-40℃混合均匀；保持该温度并向其中分批加入环氧类单体，混合均匀；升温至40-150℃下搅拌，反应1-8h，得到环氧树脂固化剂。3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，所述环氧类单体和胺类化合物的加入量摩尔比为1:...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聪聪，李武松，王战涛，汪羽翎，谭志，
申请(专利权)人：威海晨源分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37