本发明专利技术公开一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法，该环氧固化剂由以下重量份配比原料制成：30～50份脂肪族多胺，20～40份二聚脂肪酸，25～40份液体环氧树脂，5～15份端氨基聚醚，5～15份单环氧化合物。本发明专利技术的水性环氧固化剂分子结构中引入聚醚链段，提供水溶性的同时改善涂膜的柔韧性；引入环氧树脂链段，保证涂膜强度的同时，增加与环氧树脂的相容性；还引入聚酰胺结构，增加涂膜的柔韧性和抗冲击性；采用单环氧化合物封端，增加了适用期。本发明专利技术的固化剂合成工艺简单、环保、对颜、填料有较好的分散性。好的分散性。
【技术实现步骤摘要】
一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法
[0001]本专利技术涉及化工合成
，尤其涉及一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法。
技术介绍
[0002]环氧树脂因其优异的耐腐蚀性、耐化学介质及基材附着力等特性广泛应用于双组分环氧防腐涂料中。目前，随着“油改水”、“漆改粉”等多项环保政策的出台以及人们环保意识的逐渐完善，环氧涂料产业必将以水性化发展为主要方向。而固化剂作为环氧树脂中不可或缺的重要成分，其水性化设计与改性结果对涂膜的最终性能具有重要作用。
[0003]目前，市场上大多采用改性脂肪胺合成水性环氧固化剂，其低毒、耐潮湿性和稳定性较强，但有机酸等中和剂容易与金属表面发生闪锈、且对PH较敏感；或者引入的聚醚链段降低了涂膜的强度和耐水性。另外，适用期短是水性环氧体系的主要缺陷。而聚酰胺类固化剂具有高柔韧性、适用期长、耐水性好等优势恰好能够解决上述问题，但其存在与树脂相容性问题。鉴于以上问题，中国专利CN109370384B、CN111978514B、CN113004495A等专利技术涉及的水性环氧固化剂均属于环氧
‑
胺加成物类型，常以端氨基聚醚或端羧基聚醚作为基础原料，在整个分子链段中引入柔性亲水链段解决亲水性问题；以环氧树脂链段为原料，引入多元胺的分子结构中，改善与环氧树脂的相容性。但由于聚醚链段的引入虽然改善了成膜柔性和抗冲击性能，同时也导致了固化周期延长、成膜硬度下降、耐水性差等问题。
技术实现思路
[0004]为了提升现有技术存在涂膜性能不佳的缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种具有多个柔性链段，改善涂膜柔韧性的非离子型水性环氧固化剂的制备方法。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到具有良好涂膜强度、适用期、耐水性的支链型非离子型水性环氧固化剂。
[0006]本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法，所述非离子型水性环氧固化剂含有接枝在侧链的非离子聚醚亲水链段，以及采用接枝共聚方式在主链引入环氧树脂结构和二聚酸柔性链段；所述非离子型水性环氧固化剂用如下原料合成，各原料用量按重量百分数计：脂肪族多胺30～50%，二聚脂肪酸20～40%，液体环氧树脂25～40%，端氨基聚醚5~15%，单环氧化合物5～15%，最后加入去离子水，即得所述水性环氧固化剂。
[0007]优选地，所述方法包括如下步骤：
①
预聚体的制备预聚体A的制备：在反应容器内加入脂肪族多胺，升温至40～60oC，并在此温度滴加液体环氧树脂，滴加时间为2～3h，滴加完毕后，在70～90oC保温反应2h，待反应结束后，减压蒸馏除去多余的多元胺，制备出含双端伯胺基的化合物A，以上操作均在搅拌下进行；
预聚体B的制备：在反应容器内加入二聚脂肪酸和脂肪族多胺，混合均匀，先在150～160℃下搅拌回流1～2h，然后升温至210～220℃继续进行酰胺化反应3～4h，真空蒸馏除去水分和游离胺，得含双端伯胺基的聚酰胺化合物B，以上操作均在搅拌下进行；预聚体C的制备：在反应容器内加入端氨基聚醚，升温至60～80 oC，并在此温度滴加液体环氧树脂，滴加时间为2～3 h，滴加完毕后，在120～140 oC保温反应2 h，制备出含亲水链段的化合物C，以上操作均在搅拌下进行。
[0008]②
制备非离子型水性环氧固化剂在反应容器内加入步骤
①
制得的含端伯胺基的化合物A与含双端伯胺基的聚酰胺化合物B，混合均匀后，在50
±
5 oC，缓慢滴加步骤
①
制得的含亲水链段的化合物C，滴加时间为2～3h，滴加完毕后，在60～90 oC之间逐步升温并保温4～6 h后，继续缓慢滴加单环氧化合物，在65～75 oC下反应2～3 h，得到末端伯胺氢已被封闭的产物，加入去离子水，制得非离子型水性环氧固化剂，以上操作均在搅拌下进行。
[0009]优选地，所述脂肪族多胺为乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或两种。
[0010]根据权利要求书2所述的非离子型水性环氧固化剂的制备方法，其特征在于，所述的单所述的端氨基聚醚为HUNTSMAN公司出品的JEFFAMINE M
‑
1000、M
‑
2070、M
‑
600、ED
‑
600、ED
‑
900和ED
‑
2003中任选一种或几种。
[0011]优选地，所述的液体环氧树脂为DOW化学公司出品的DER331、HEXION公司出品的EPON828中任选一种或几种。
[0012]根据权利要求书2所述的非离子型水性环氧固化剂的制备方法，其特征在于，所述的二聚脂肪酸为二聚酸BX
‑
1、二聚酸BX
‑
2、二聚酸BX
‑
3其中的一种或多种。
[0013]优选地，所述的单环氧化合物为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚中的一种或两种。
[0014]优选地，最终非离子型水性环氧固化剂的固含量为60%～70%。
[0015]优选地，该非离子型水性环氧固化剂的固体含量为65.0 wt％，胺氢当量＝210.2
±
10。
[0016]一种非离子型水性环氧固化剂，根据上述任一项所述的非离子型水性环氧固化剂的制备方法制得。
[0017]所述非离子型水性环氧固化剂含有接枝在侧链的非离子聚醚亲水链段，以及采用接枝共聚方式在主链引入环氧树脂结构和二聚酸柔性链段。
[0018]本专利技术的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：(1)本专利技术采用侧链嵌段的方式引入亲水链段，保证含有较少的聚醚链段实现水性化，降低体系粘度，实现较高固含量，避免了加入有机酸中和成盐的步骤，故用本专利技术固化剂配制涂膜的耐水性、防腐性能得到提高；(2)本专利技术采用环氧
‑
多胺加成法，通过在脂肪族多胺分子结构中引入环氧树脂链段，增强与水性环氧树脂组分的相容性，提高涂膜固化强度；(3)本专利技术将二聚酸的柔性脂肪烃碳链链和极性酰胺基团引入到水性环氧固化剂
主链中，能够隔离环氧树脂分子内的刚性苯环，提升涂膜的柔韧性和抗冲击性；另外，引入长碳链的柔性疏水链段，提高涂膜的耐水性；(4)本专利技术的水性环氧固化剂主链分子分子量较高，同时采用单环氧化合物进行封端，使得体系的适用期延长，能够给施工带来方便。
实施方式
[0019]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
实施例
[0020]①
预聚体的制备：预聚体A的制备：向装有滴液漏斗、搅拌器、温度计的四口烧瓶加入乙二胺，升温至50
o
C，并在此温度滴加液体环氧树脂EPON828（HEXION），乙二胺和液体环氧树脂的摩尔比为8：1，滴加时间为2h，滴加完毕后，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法，其特征在于，所述非离子型水性环氧固化剂含有接枝在侧链的非离子聚醚亲水链段，以及采用接枝共聚方式在主链引入环氧树脂结构和二聚酸柔性链段；所述非离子型水性环氧固化剂用如下原料合成，各原料用量按重量百分数计：脂肪族多胺30～50%，二聚脂肪酸20～40%，液体环氧树脂25～40%，端氨基聚醚5~15%，单环氧化合物5～15%，最后加入去离子水，即得所述水性环氧固化剂。2.根据权利要求书1所述的非离子型水性环氧固化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
①
预聚体的制备预聚体A的制备：在反应容器内加入脂肪族多胺，升温至40～60
o
C，并在此温度滴加液体环氧树脂，滴加时间为2～3h，滴加完毕后，在70～90
o
C保温反应2h，待反应结束后，减压蒸馏除去多余的多元胺，制备出含双端伯胺基的化合物A，以上操作均在搅拌下进行；预聚体B的制备：在反应容器内加入二聚脂肪酸和脂肪族多胺，混合均匀，先在150～160℃下搅拌回流1～2h，然后升温至210～220℃继续进行酰胺化反应3～4h，真空蒸馏除去水分和游离胺，得含双端伯胺基的聚酰胺化合物B，以上操作均在搅拌下进行；预聚体C的制备：在反应容器内加入端氨基聚醚，升温至60～80
o
C，并在此温度滴加液体环氧树脂，滴加时间为2～3h，滴加完毕后，在120～140
o
C保温反应2h，制备出含亲水链段的化合物C，以上操作均在搅拌下进行；
②
制备非离子型水性环氧固化剂在反应容器内加入步骤
①
制得的含端伯胺基的化合物A与含双端伯胺基的聚酰胺化合物B，混合均匀后，在50
±5o
C，缓慢滴加步骤
①
制得的含亲水链段的化合物C，滴加时间为2～3h，滴加完毕后，在60～90
o
C之间逐步升温并保温4～6h后，继续缓慢滴加单环氧化合物，在65～75
【专利技术属性】
技术研发人员：陈力，梁晟源，胡东波，祝宝英，刘明，王亚鑫，许飞，张汉青，胡中，
申请(专利权)人：中海油常州环保涂料有限公司中海油能源发展股份有限公司中国海洋石油集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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