一种长适用期改性脂肪族多胺固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种长适用期改性脂肪族多胺固化剂及其制备方法，属于精细化工领域。该改性固化剂合成配方中各组分物质的量份数比例如下：脂肪族多胺1～5份、有机碳酸酯1～5份、金属盐0.5～1份。其制备方法如下：(1)将脂肪族多胺加入到装有回流冷凝装置的三口烧瓶中，开启搅拌；(2)向三口烧瓶中滴加有机碳酸酯，控制反应温为130～170℃，滴加完成后保温搅拌5～9小时，得到中间产物；(3)将中间产物与金属盐混合均匀，在100～140℃反应3～7小时即得。本发明专利技术提供的改性固化剂解决了脂肪族多胺固化剂适用期过短的技术问题，其合成技术是对二氧化碳资源化利用技术的延伸，在环境保护保护、节能减排方面具有重要意义。能减排方面具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种长适用期改性脂肪族多胺固化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于精细化工领域，具体涉及一种长适用期改性脂肪族多胺固化剂及其制备方法和使用方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂作为重要的热固性树脂，在涂料、粘合剂、玻璃钢等领域有着广泛的用途。由于相对分子质量较低，常温下的环氧树脂一般呈液态或半固态、强度差，必须与固化剂反应或者经催化聚合后使其从线形结构转变为三维网状交联结构后，才能作为材料使用。在各类固化剂中，脂肪族多胺如四乙烯五胺等是应用较早、用量较大的一类固化剂。脂肪族多胺与环氧树脂相容性较好、反应活性高，在常温条件下即可使环氧树脂固化。但脂肪族多胺的高反应活性使其作为环氧固化剂应用范围也受到了一定程度的限制：高反应活性使环氧树脂与脂肪族多胺配制成的胶料粘度上升快、室温凝胶时间过短(如E
‑
44环氧树脂和四乙烯五胺制成的胶黏剂室温凝胶时间约为0.5小时)，胶料适用期偏短；因此脂肪族多胺不适宜用于一次性需求胶料量较多或者要求胶料具有较长适用期的情况。

技术实现思路

[0003]针对现有技术不足，本专利技术的第一目的在于提供一种具有较长适用期的改性脂肪族多胺固化剂；第二目的在于提供这种改性固化剂的制备方法；第三目的在于提供这种改性固化剂的使用工艺。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术通过如下技术方案实现：
[0005]一种长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其合成配方各组分物质的量份数比例如下：
[0006]脂肪族多胺
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1～5份
[0007]有机碳酸酯
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1～5份
[0008]金属盐
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0.5～1份。
[0009]所述的脂肪族多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或者多种组成的混合物，优选四乙烯五胺。所述的有机碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或者两者的混合物，优选碳酸丙烯酯。所述的金属盐为醋酸锌、醋酸铜、七水硫酸锌中的一种或者多种组成的混合物，优选七水硫酸锌。
[0010]本专利技术提供的长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其制备方法通过如下步骤实现：(1)将脂肪族多胺加入到装有回流冷凝装置的三口烧瓶中，开启搅拌；(2)使用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中滴加有机碳酸酯，滴加速度为约2秒一滴，控制反应温为130～170℃；滴加完有机碳酸酯后保温搅拌5～9小时，冷却至室温得到中间产物；(3)将中间产物与金属盐混合均匀，在100～140℃反应3～7小时，冷却至室温得到粘稠液体状产物，即为本专利技术的目标产物——长适用期改性脂肪族多胺固化剂。
[0011]本专利技术改性脂肪族多胺固化剂合成配方中的有机碳酸酯属于二氧化碳化学固定
产物。有机碳酸酯通过与脂肪族多胺反应后生成胺基甲酸酯，将羰基引入到改性脂肪族多胺分子结构中，一方面使脂肪族多胺的反应活性降低；另一方面又使中间产物分子具有较高的极性，从而保证了中间产物与金属盐具有良好的相容性，这就为后续的金属盐改性提供了基础。有机碳酸酯与脂肪族多胺形成的中间产物分子结构中的氮原子上含有孤对电子，可以与金属离子形成配位键，使氮原子的碱性减弱、亲核能力下降。有机碳酸酯和金属盐的共同作用使本专利技术的目标产物改性脂肪族多胺固化剂在常温时表现出较低的反应活性，因而可以与液态环氧树脂配制成长适用期的胶黏剂；但在高温条件下，改性固化剂中金属离子与氮原子之间的配位键被破坏，氮原子的碱性和亲核能力恢复，与环氧基发生反应使环氧树脂固化。
[0012]本专利技术提供的长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其使用工艺如下：(1)用量为纯液态E
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44型环氧树脂质量的20～30％；(2)固化工艺条件为在140～180℃保持0.5～1.5小时。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的技术效果如下：
[0014](1)按照本专利技术技术方案制备的改性脂肪族多胺固化剂，与液态环氧树脂制成的胶黏剂室温凝胶时间大幅度延长。室温凝胶时间越长，则胶料的适用期就越长。因此本专利技术的技术方案使脂肪族多胺的适用期得到了较大程度的延长，解决了脂肪族多胺固化剂使用过程中的适用期过短的技术难题。例如未改性的四乙烯五胺与E
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44型环氧树脂组成的胶黏剂室温凝胶时间只有0.5小时，而按照本专利技术技术方案制备的改性四乙烯五胺与E
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44型环氧树脂组成的胶黏剂室温凝胶时间则延长到18～192小时，获得了意想不到的效果。
[0015](2)本专利技术所提供的改性脂肪族多胺固化剂室温条件下为液态，易与液态环氧树脂混合，能够降低混料能耗，并且有利于保证固化均匀，避免因固化不均使固化产物中产生附加内应力，从而使强度降低。
[0016](3)本专利技术提供的改性固化剂合成配方中的有机碳酸酯属于二氧化碳化学固定产物，这种以有机碳酸酯为原料制备高性能环氧固化剂是对二氧化碳资源化产物的深度开发，属于二氧化碳资源利用技术的延伸；在环境保护、节能减排方面具有重要意义。
具体实施方式
[0017]以下结合具体实施例对本专利技术进一步说明，但本专利技术不局限于下述实施例。
[0018]I、长适用期改性脂肪族多胺固化剂的制备(实施例1～3)
[0019]【实施例1】
[0020]长适用期改性四乙烯五胺固化剂合成配方各组分物质的量份数比例如下：
[0021]四乙烯五胺
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2份
[0022]碳酸丙烯酯
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1份
[0023]醋酸锌
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1份
[0024]按照以下步骤制备长适用期改性四乙烯五胺固化剂：
[0025](1)将四乙烯五胺加入到装有球形冷凝装置的三口烧瓶中，开启搅拌。
[0026](2)使用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中滴加碳酸丙烯酯，滴加速度为约2秒一滴，控制反应温度为150℃；滴加完碳酸丙烯酯后保温搅拌7小时，冷却至室温得到中间产物。
[0027](3)将步骤(2)所制中间产物与醋酸锌混合均匀，在130℃搅拌反应4小时，冷却至室温得到粘稠液体状产物，即为长适用期改性四乙烯五胺固化剂。
[0028]【实施例2】
[0029]长适用期改性四乙烯五胺固化剂合成配方各组分物质的量份数比例如下：
[0030]四乙烯五胺
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2[0031]碳酸丙烯酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1[0032]醋酸铜
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ1[0033]按照以下步骤制备长适用期改性四乙烯五胺固化剂：
[0034](1)将四乙烯五胺加入到装有球形冷凝装置的三口烧瓶中，开启搅拌。
[0035](2)使用恒压滴液漏斗向三口烧瓶中滴加碳酸丙烯酯，滴加速度为约2秒一滴，控制反应温度为150℃；滴加完碳酸丙烯酯机碳酸酯后保温搅拌7小时，冷却至室温得到中间产物。
[0036](3)将步骤(2)所制中间产物与醋酸铜混合均匀，在130℃搅拌反应4小时，冷却至室温得到粘稠液体状产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其特征在于，该固化剂合成配方中各组分物质的量份数比例如下：脂肪族多胺
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1～5份有机碳酸酯
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1～5份金属盐
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0.5～1份。2.如权利要求1所述的长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其特征在于，所述的脂肪族多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或者多种组成的混合物。3.如权利要求2所述的长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其特征在于，所述的脂肪族多胺为四乙烯五胺。4.如权利要求1所述的长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其特征在于，所述的有机碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或者两者的混合物。5.如权利要求4所述的长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其特征在于，所述的有机碳酸酯为碳酸丙烯酯。6.如权利要求1所述的长适用期改性脂肪族多胺固化剂，其特征在于，所述的金属盐为醋酸锌、醋酸铜、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建国，金众，徐琰，徐胜，金玲，夏友谊，张月悦，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：