一种水性环氧固化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种水性环氧固化剂及其制备方法和应用，涉及固化剂技术领域。本发明专利技术提供的水性环氧固化剂，包括以下重量份的制备原料：脂肪族多元胺30～125份；脂环族多元胺35～135份；双官能基环氧缩水甘油醚60～140份；环氧树脂70～160份；单官能基环氧缩水甘油醚110～320份；溶剂90～180份。本发明专利技术提供的水性环氧固化剂热稳定性好，低VOC，可以有效提高环氧树脂材料的机械性能以及直接乳化液体环氧树脂制备水性环氧涂料，便于大规模推广使用。便于大规模推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种水性环氧固化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及固化剂
，具体涉及一种水性环氧固化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂作为重要的新材料，因其具有优良的机械、电学和热学性能，在涂料、航空航天、电子电路和工程塑料等工业领域已经大规模使用。单纯的环氧树脂没有价值，只有和固化剂及其改性产品固化后形成高强度材料才能有良好的电绝缘、热稳定和机械性能。
[0003]水性涂料替代油性涂料用于工业防腐体系将有利于减少有机物的排放，保护环境。水性环氧固化剂是水性涂料中的重要组分，与水性环氧树脂固化交联形成三维网状结构，水性环氧固化剂的组成和结构对涂膜的综合性能起到决定性作用，所以合成性能优异的水性环氧固化剂非常重要。
[0004]目前水性环氧固化剂大多数VOC高，成膜后机械性能差，漆膜易开裂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水性环氧固化剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的水性环氧固化剂热稳定性好，VOC低，环境友好，可以与液体环氧树脂现场乳化进行施工，固化成膜后机械强度高，不易开裂。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种水性环氧固化剂，包括以下重量份的制备原料：
[0008][0009]优选地，所述脂肪族多元胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和己二胺中的至少一种。
[0010]优选地，所述脂环族多元胺包括双(4
‑
胺基
‑3‑
甲基环己基)甲烷、双(4
‑
二甲基氨基
‑
环己基)甲烷、异佛尔酮二胺和1,2
‑
环己二胺中的至少一种。
[0011]优选地，所述双官能基环氧缩水甘油醚包括1,4丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种。
[0012]优选地，所述环氧树脂包括E51液体环氧树脂、E54液体环氧树脂和E44液体环氧树脂中的至少一种。
[0013]优选地，所述单官能基环氧缩水甘油醚包括C12～C14烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚中的至少一种。
[0014]优选地，所述溶剂包括乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚和水中的至少一种。
[0015]本专利技术提供了上述技术方案所述水性环氧固化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将脂肪族多元胺、脂环族多元胺和双官能基环氧缩水甘油醚进行第一混合，发生第一接枝反应，得到第一中间体系；
[0017]将所述第一中间体系和环氧树脂进行第二混合，发生第二接枝反应，得到第二中间体系；
[0018]将所述第二中间体系和单官能基环氧缩水甘油醚进行第三混合，发生封端反应，得到第三中间体系；
[0019]将所述第三中间体系和溶剂进行第四混合，得到水性环氧固化剂。
[0020]优选地，所述第一接枝反应的温度为45～80℃；所述第一接枝反应的时间为1～6h；
[0021]所述第二接枝反应的温度为40～70℃；所述第二接枝反应的时间为2～6h；
[0022]所述封端反应的温度为50～80℃；所述封端反应的时间为2～6h；
[0023]所述第四混合的温度为55～95℃；所述第四混合的时间为0.5～3h。
[0024]本专利技术提供了上述技术方案所述水性环氧固化剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的水性环氧固化剂在水性环氧涂料中的应用。
[0025]本专利技术提供了一种水性环氧固化剂，包括以下重量份的制备原料：脂肪族多元胺30～125份；脂环族多元胺35～135份；双官能基环氧缩水甘油醚60～140份；环氧树脂70～160份；单官能基环氧缩水甘油醚110～320份；溶剂90～180份。本专利技术利用脂肪族多元胺和脂环族多元胺的胺基反应活性，与双官能基环氧缩水甘油醚发生反应，接枝柔性长链，再与环氧树脂反应接枝环氧链段，然后利用单官能基环氧缩水甘油醚进行封端，降低固化剂反应活性，增加可操作时间，通过溶剂稀释得到所需固含量的水性环氧固化剂。本专利技术提供的水性环氧固化剂热稳定性好，VOC低(＜10g/L)，可以有效提高环氧树脂材料的机械性能以及直接乳化液体环氧树脂制备水性环氧涂料，便于大规模推广使用。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种水性环氧固化剂，包括以下重量份的制备原料：
[0027][0028]在本专利技术中，若无特殊说明，所有的制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0029]在本专利技术中，按重量份数计，制备所述水性环氧固化剂的原料包括脂肪族多元胺30～125份，优选为60～100份。在本专利技术中，所述脂肪族多元胺优选包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和己二胺中的至少一种。在本专利技术中，所述脂肪族多元胺的作用是提供脂肪族链段，固化交联密度大，能够提高固化物的耐碱性和韧性。
[0030]在本专利技术中，以所述脂肪族多元胺的重量份数为基准，制备所述水性环氧固化剂的原料包括脂环族多元胺35～135份，优选为70～100份。在本专利技术中，所述脂环族多元胺优选包括双(4
‑
胺基
‑3‑
甲基环己基)甲烷、双(4
‑
二甲基氨基
‑
环己基)甲烷、异佛尔酮二胺和1,2
‑
环己二胺中的至少一种。本专利技术采用脂环族多元胺与脂肪族多元胺配合使用，制备得到的产品粘度低，色泽浅，有效调节固化反应速率，延长固化适用期。
[0031]在本专利技术中，以所述脂肪族多元胺的重量份数为基准，制备所述水性环氧固化剂的原料包括双官能基环氧缩水甘油醚60～140份，优选为90～120份。在本专利技术中，所述双官能基环氧缩水甘油醚优选包括1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种。在本专利技术中，双官能基环氧缩水甘油醚的作用是提供聚氧化乙烯长链，改善固化剂亲水性能及固化物柔韧性。
[0032]在本专利技术中，以所述脂肪族多元胺的重量份数为基准，制备所述水性环氧固化剂的原料包括环氧树脂70～160份，优选为90～112份。在本专利技术中，所述环氧树脂优选包括E51液体环氧树脂、E54液体环氧树脂和E44液体环氧树脂中的至少一种。
[0033]在本专利技术中，以所述脂肪族多元胺的重量份数为基准，制备所述水性环氧固化剂的原料包括单官能基环氧缩水甘油醚110～320份，优选为135～160份。在本专利技术中，所述单官能基环氧缩水甘油醚优选包括C12～C14烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚和邻甲苯基缩水甘油醚中的至少一种。在本专利技术中，所述单官能基环氧缩水甘油醚的作用是对不完全反应的胺基进行部分封端，降低固化剂产品反应活性并提高储存稳定性。
[0034]在本专利技术中，以所述脂肪族多元胺的重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性环氧固化剂，包括以下重量份的制备原料：2.根据权利要求1所述的水性环氧固化剂，其特征在于，所述脂肪族多元胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和己二胺中的至少一种。3.根据权利要求1所述的水性环氧固化剂，其特征在于，所述脂环族多元胺包括双(4
‑
胺基
‑3‑
甲基环己基)甲烷、双(4
‑
二甲基氨基
‑
环己基)甲烷、异佛尔酮二胺和1,2
‑
环己二胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的水性环氧固化剂，其特征在于，所述双官能基环氧缩水甘油醚包括1,4丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和间苯二酚二缩水甘油醚中的至少一种。5.根据权利要求1所述的水性环氧固化剂，其特征在于，所述环氧树脂包括E51液体环氧树脂、E54液体环氧树脂和E44液体环氧树脂中的至少一种。6.根据权利要求1所述的水性环氧固化剂，其特征在于，所述单官能基环氧缩水甘油醚包括C12～C14烷基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰，孙祥，杨颖，陈铭铸，俞孝伟，徐浩，侯晶晶，徐晓虎，
申请(专利权)人：江苏扬农锦湖化工有限公司，
类型：发明
国别省市：