一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及环氧树脂技术领域，尤其涉及IPC C08G领域，更具体地，涉及一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂及其制备方法。本申请通过特定的原料和工艺制备了一种低粘度固化剂，其和环氧树脂组成的环氧系统料流动性好，性能优异，且降解性好，能够重新加工再利用，具有极高的环保意义。具有极高的环保意义。

【技术实现步骤摘要】
一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环氧树脂
，尤其涉及IPC C08G领域，更具体地，涉及一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂泛指分子中含有两个及两个以上活泼环氧基团的有机高分子化合物，本身为线性结构的热塑性树脂。分子中活泼环氧基团的存在使其可与胺类固化剂发生交联反应而形成物理化学性能优良的固化物。然而，环氧固化物为三维网状交联结构，具有不溶不熔的特点，难以像热塑性树脂重新加工及再利用。废弃环氧固化物的大量堆积可造成不可逆的环境污染，是制约其发展的关键问题。
[0003]目前，环氧固化物的降解回收主要通过以下三个途径实验：1.热处理法是在高温条件下将环氧固化物进行热降解，生成热解气和热解油。该方法需要耗费大量能量，高温过程中非选择性破坏了材料中的化学键，生成大量小分子产物，成分复杂，难以分离回收，同时造成严重的环境污染；2.机械处理法采用简单工艺将环氧固化物碎化进而应用于建筑/筑路填料等低端应用领域；3.化学降解法利用高温环境、高热空气流、超/亚临界流体、溶剂化作用等解锁环氧固化物的交联结构，使其分解为可挥发或可溶解的小分子。显然，化学降解法最有前景，目前研究较多。
[0004]中国专利技术专利CN114561041A公开了一种微波降解环氧固化物的方法：以有机强酸作为氢键供体，与氢键受体配制成低共熔溶剂。将环氧固化物浸泡于低共熔溶剂中作为降解体系置于微波反应器中进行降解反应。反应完毕后通过分离提纯得到降解产物。然而，微波降解条件苛刻，并不适用于大量生产应用。
[0005]为了降低化学降解的条件，一个有效的办法是引入动态可逆的共价键，形成可降解的环氧固化物。中国专利技术专利CN110218294A利用胺醛缩合反应制备了含亚胺键(动态可逆)的固化剂，用于可降解的环氧固化物。中国专利技术专利CN114195984A利用乙酰乙酸酯基与胺基反应制备了含烯胺键(动态可逆)的双酚A型固化剂，用于可降解的环氧固化物。然而，这种含烯胺键的双酚A型固化剂粘度较高，与环氧树脂组成环氧系统料后流动性较差，限制了其应用范围。此外，制备含烯胺键的双酚A型固化剂时，先是双酚A型二氯代醇与氢氧化钠反应得到双酚A型环氧树脂，再是双酚A型环氧树脂在三氟乙酸中80度搅拌2小时得到羟基化双酚A单体。这个制备方法费时费力，经济性较差。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术第一方面，提供了一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、烷基二醇型二氯代醇的制备：将烷基二醇与环氧氯丙烷混合后，在0～100℃下加热搅拌反应1～10h，经减压蒸馏、干燥后，即得烷基二醇型二氯代醇；
[0008]S2、羟基化烷基二醇单体的制备：将烷基二醇型二氯代醇与水混合后，在0～100℃
下加热搅拌反应1～10h，经减压蒸馏、干燥后，即得羟基化烷基二醇单体；
[0009]S3、乙酰乙酸化烷基二醇单体的制备：将羟基化烷基二醇单体和乙酰乙酸酯类化合物于有机溶剂中混合，并在30～150℃下加热反应1～5h，经减压蒸馏去除有机溶剂，干燥后即得乙酰乙酸化烷基二醇单体；
[0010]S4、含烯胺键的烷基二醇型固化剂的制备：将乙酰乙酸化烷基二醇单体和胺于有机溶剂中混合，并在30～130℃下加热搅拌反应0.5～5h，经减压蒸馏、干燥后，即得含烯胺键的烷基二醇型固化剂。
[0011]优选的，步骤S1中所述的烷基二醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇中的一种或多种。
[0012]优选的，步骤S1中所述烷基二醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(2
‑
4)。
[0013]所述步骤S1的反应方程式如下，其中n＝2～6：
[0014][0015]优选的，步骤S2中所述烷基二醇型二氯代醇与水的摩尔比为1：(2
‑
10)。
[0016]所述步骤S2的反应方程式如下：
[0017][0018]优选的，步骤S3中所述乙酰乙酸酯类化合物为乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸丙酯、乙酰乙酸叔丁酯、乙酰乙酸戊酯、乙酰乙酸庚酯中的一种或多种。
[0019]优选的，步骤S3中所述有机溶剂包括丙酮、二甲苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二氧六环、四氢呋喃中的一种或多种。
[0020]优选的，步骤S3中所述羟基化烷基二醇单体与乙酰乙酸酯类化合物的摩尔比为1：(4
‑
10)。
[0021]优选的，步骤S3中所述羟基化烷基二醇单体与有机溶剂的比例为(10～40)g/100mL。
[0022]优选的，步骤S4中所述的胺为聚醚胺、甲基环己二胺、间苯二胺、异氟尔酮二胺中的一种或多种。
[0023]优选的，步骤S4中所述乙酰乙酸化烷基二醇单体与胺的摩尔比为1：(4
‑
10)。
[0024]优选的，步骤S4中所述乙酰乙酸化烷基二醇单体与溶剂的比例为(10～40)g/100mL。
[0025]所述步骤S4的反应方程式如下：
[0026][0027]本专利技术第二方面提供了所述的低粘度固化剂的制备方法制备得到的低粘度固化剂。
[0028]本专利技术第三方面提供了所述低粘度固化剂的应用，应用于制备可降解环氧固化物。
[0029]所述可降解环氧固化物，按重量份计，其制备原料包括：环氧树脂100份、聚醚胺型固化剂25
‑
35份、本申请所述低粘度固化剂1
‑
5份。
[0030]优选的，所述环氧树脂包括双酚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中的一种或多种；进一步优选的，为双酚A型环氧树脂。
[0031]优选的，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为150
‑
200g/eq，25℃下的粘度为5000
‑
15000cps；进一步优选的，所述双酚A型环氧树脂的环氧当量为176
‑
184g/eq，25℃下的粘度为8000
‑
11000cps。
[0032]在一些优选的方案中，所述双酚A型环氧树脂购买自南亚公司生产的低粘度标准双酚A型环氧树脂NPEL
‑
127。
[0033]优选的，所述聚醚胺型固化剂的官能度为1
‑
3，总胺为8.0
‑
9.0meq/g；进一步优选的，所述聚醚胺型固化剂的官能度为2，总胺为8.1
‑
8.7meq/g。
[0034]在一些优选的方案中，所述聚醚胺型固化剂购买自正大聚氨酯有限公司生产的ZD
‑
123端氨基聚醚固化剂。
[0035]优选的，所述可降解环氧固化物的制备方法为：将原料按重量份计混合均匀即可。
[0036]有益效果：
[0037]1、本专利技术通过选用特定的烷基二醇作为制备烷基二醇型二氯代醇的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、烷基二醇型二氯代醇的制备：将烷基二醇与环氧氯丙烷混合后，在0～100℃下加热搅拌反应1～10h，经减压蒸馏、干燥后，即得烷基二醇型二氯代醇；S2、羟基化烷基二醇单体的制备：将烷基二醇型二氯代醇与水混合后，在0～100℃下加热搅拌反应1～10h，经减压蒸馏、干燥后，即得羟基化烷基二醇单体；S3、乙酰乙酸化烷基二醇单体的制备：将羟基化烷基二醇单体和乙酰乙酸酯类化合物于有机溶剂中混合，并在30～150℃下加热反应1～5h，经减压蒸馏去除有机溶剂，干燥后即得乙酰乙酸化烷基二醇单体；S4、含烯胺键的烷基二醇型固化剂的制备：将乙酰乙酸化烷基二醇单体和胺于有机溶剂中混合，并在30～130℃下加热搅拌反应0.5～5h，经减压蒸馏、干燥后，即得含烯胺键的烷基二醇型固化剂。2.根据权利要求1所述的一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述的烷基二醇为乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述烷基二醇与环氧氯丙烷的摩尔比为1:(2
‑
4)。4.根据权利要求1所述的一种用于可降解环氧固化物的低粘度固化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜伟，程勇锋，方领，
申请(专利权)人：上海励诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：