水性环氧固化剂制造技术

本发明专利技术提供了一种水性环氧固化剂，其包含以下物质的反应产物：a)至少一种具有至少一个式

【技术实现步骤摘要】
水性环氧固化剂


[0001]本公开涉及一种环氧固化剂，特别涉及包括环氧
‑
胺加合物的水性环氧固化剂，及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧
‑
胺固化体系常用于涂料。这些固化体系利用环氧树脂和具有胺化学的固化剂。随着对环境的关注变得迫切，需要避免使用挥发性有机溶剂的水性固化剂。
[0003]美国专利8,143,331 B2教导了基于烷基化多亚烷基胺(如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺)化合物和聚醚多元醇改性聚环氧化物树脂的水性固化剂。通过多亚烷基胺和一种或多种醛或酮之间的反应，然后在Pd/C催化剂存在下催化氢化来实现烷基化。
[0004]二亚乙基三胺(DETA)公知用作环氧胶粘剂和其它热固性材料中的环氧树脂的固化剂，参见WO 2013003202 A1。最近，如EP 3,170,849 B1中公开，DETA通过与甲醛反应转化成在环中具有两个氮原子的杂环胺。这种环状胺可显著改进环氧体系在低温下的反应性。但是，在低应用温度下仍然存在关键问题，如发白、薄膜干燥缓慢和非常差的耐水斑性。US 20170247501 A1公开了由聚醚改性的聚环氧化物树脂和多胺组分的反应获得的水性固化组合物。
[0005]市场仍然期待可在保持长适用期的同时实现快速固化速率的水性固化剂。

技术实现思路

[0006]概述
[0007]本公开的一个目的是提供可在与环氧树脂合并时实现快速固化并保持长适用期(pot life)的环氧固化剂。
[0008]通过一种水性环氧固化剂实现了本公开的这一目的，所述水性环氧固化剂包含以下物质的反应产物：
[0009]a)至少一种具有至少一个式
‑
QNH
‑
的结构部分的胺，其中Q是二价烃基，且其中所述胺具有每分子至少一个叔氨基和至少一个伯氨基；和
[0010]b)至少一种具有一个或多个环氧基团的聚醚多元醇改性的环氧化物。
[0011]优选地，Q是
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH(CH3)
‑
、
‑
CH2CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH(CH3)
‑
、
‑
CH2CH(CH3)CH2‑
、
‑
CH(CH3)CH(CH3)
‑
或
‑
CH2CH(CH2CH3)
‑
。
[0012]优选地，所述胺包括一种或多种式(I)所示的化合物：
[0013][0014]其中n是不小于1的整数，且其中R1和R2独立地为取代或未取代的C1至C16烷基、烯基、链二烯基、环烷基、环烯基、环二烯基、芳基或芳烷基。
[0015]更优选地，所述胺是N,N
‑
二甲基氨基丙基胺、N,N
‑
二乙基氨基丙基胺、N,N
‑
二丙基氨基丙基胺、N,N
‑
二丁基氨基丙基胺、N,N
‑
二甲基二亚丙基三胺、N,N
‑
二乙基二亚丙基三胺、N3‑
[3
‑
[(3
‑
氨基丙基)氨基]丙基]‑
N1,N1‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺或其混合物。
[0016]优选地，所述胺包括一种或多种式(II)所示的化合物：
[0017][0018]其中i和j独立地为不小于1的整数，且其中R1和R2独立地为取代或未取代的C1至C16烷基、烯基、链二烯基、环烷基、环烯基、环二烯基、芳基或芳烷基。
[0019]优选地，化学计量比在1至100，优选1.2至30，更优选1.5至10的范围内，其中化学计量比是胺的活性胺氢原子的当量数与聚醚多元醇改性的环氧化物中的环氧基团的当量数的比率。
[0020]优选地，所述至少一种聚醚多元醇改性聚环氧化物树脂包含至少一种聚环氧化物化合物和至少一种聚醚多元醇的反应产物。
[0021]优选地，聚醚多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇。
[0022]优选地，所述至少一种聚环氧化物化合物是双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、1,4
‑
丁二醇二缩水甘油醚、环己烷二羟甲基二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚或酚醛清漆环氧树脂。
[0023]优选地，水性环氧固化剂进一步包含水。
[0024]优选地，Q是亚乙基、亚丙基或亚丁基。
[0025]优选地，水性环氧固化剂进一步包含一种或多种催化剂。
[0026]优选地，水性环氧固化剂进一步包含一种或多种添加剂，其选自填料、增强剂、偶联剂、增韧剂、消泡剂、分散剂、润滑剂、着色剂、标记材料、染料、颜料、红外线吸收剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、防粘连剂、成核剂、结晶促进剂、结晶延迟剂、导电添加剂、炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、干燥剂、脱模剂、流平助剂、阻燃剂、分离剂、荧光增白剂、流变添加剂、光致变色添加剂、软化剂、附着力促进剂、防滴落剂、金属颜料、稳定剂、金属闪光剂、金属涂布粒子、孔隙诱导剂、玻璃纤维、纳米粒子或流动助剂。
[0027]本公开的另一目的是提供一种制备水性环氧固化剂的方法，其包括：
[0028]将具有至少一个式
‑
QNH
‑
的结构部分的胺和至少一种具有一个或多个环氧基团的聚醚多元醇改性的环氧化物加热到30℃至150℃的温度0.1至6小时；
[0029]其中Q是二价烃基且所述胺具有每分子至少一个叔氨基和至少一个伯氨基两者。
[0030]优选地，胺与环氧化物的化学计量比在1至100，优选1.2至30，更优选1.5至10的摩尔比内。
[0031]详述
[0032]以下描述仅用于举例说明而非限制本公开的范围。
[0033]本公开的水性环氧固化剂包含环氧
‑
胺加合物，其是至少一种胺和至少一种聚醚多元醇改性的环氧化物的反应产物。
[0034]环氧
‑
胺加合物是由a)一种或多种胺和b)一种或多种环氧化物的组合形成的化合物。可通过化学反应，如加成反应实现该组合。当过量胺与不足的环氧树脂反应并消耗几乎所有的环氧基团时，形成具有残留氨基的胺氢原子的环氧
‑
胺加合物。由于环氧
‑
胺加合物通常具有高分子量，其挥发性较低并释放较少的胺气味。通过由亲水环氧化物加成，环氧固化剂可具有增强的亲水性。在配方中，该环氧固化剂可用水稀释，以避免使用昂贵和挥发性的有机溶剂。
[0035]在此，反应形成该环氧
‑
胺加合物的两种单独化合物是(a)至少一种具有至少一个式
‑
QNH
‑
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，其包含以下物质的反应产物：a)至少一种具有至少一个式
‑
QNH
‑
的结构部分的胺，其中Q是二价烃基，且其中所述胺具有每分子至少一个叔氨基和至少一个伯氨基；和b)至少一种具有一个或多个环氧基团的聚醚多元醇改性的环氧化物。2.权利要求1的水性环氧固化剂，其中Q是
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH(CH3)
‑
、
‑
CH2CH2CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH(CH3)
‑
、
‑
CH2CH(CH3)CH2‑
、
‑
CH(CH3)CH(CH3)
‑
或
‑
CH2CH(CH2CH3)
‑
。3.权利要求1的水性环氧固化剂，其中所述胺包括一种或多种由式(I)所示的化合物：其中n是不小于1的整数，且其中R1和R2独立地为取代或未取代的C1至C16烷基、烯基、链二烯基、环烷基、环烯基、环二烯基、芳基或芳烷基。4.权利要求3的水性环氧固化剂，其中所述胺是N,N
‑
二甲基氨基丙基胺、N,N
‑
二乙基氨基丙基胺、N,N
‑
二丙基氨基丙基胺、N,N
‑
二丁基氨基丙基胺、N,N
‑
二甲基二亚丙基三胺、N,N
‑
二乙基二亚丙基三胺、N3‑
[3
‑
[(3
‑
氨基丙基)氨基]丙基]
‑
N1,N1‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺或其混合物。5.权利要求1的水性环氧固化剂，其中所述胺包括一种或多种由式(II)所示的化合物：其中i和j独立地为不小于1的整数，且其中R1和R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：脇田启二，
申请(专利权)人：赢创运营有限公司，
类型：发明
国别省市：