一种水性含氟环氧固化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种水性含氟环氧固化剂及其制备方法与应用；其制备方法是在搅拌状态下，将环氧树脂缓慢滴加入多元胺中，在50～70℃温度下反应，得到环氧

【技术实现步骤摘要】
一种水性含氟环氧固化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种环氧树脂固化剂，具体涉及一种水性含氟环氧固化剂及其制备方法与应用，属于水性环氧树脂固化剂


技术介绍

[0002]环氧树脂涂料具有良好的附着力、耐候性等优势而广泛应用于建筑、金属防腐等各个领域。但是传统溶剂型环氧树脂涂料中的有机溶剂不仅会危害地球生态环境，还会侵害人类身体健康。随着水性环氧固化剂研究的深入，水性环氧树脂涂料在使用性能上已经越来越接近溶剂型环氧涂料。水性环氧涂料虽然脱离了有机溶剂的束缚，但是由于在环氧涂料体系中引入了亲水链段，由水性环氧固化剂制备的水性环氧漆膜的耐水性、耐热性、机械性能等方面均有所下降，不利于水性环氧涂料的应用。
[0003]申请号为CN202111114599.8的中国专利技术专利公开了一种由聚醚多元醇、环氧树脂和多元胺制得的水性环氧固化剂，但是在公开专利中水性环氧固化剂的制备过程反应需要在100℃上的高温条件，对反应釜等生产配套设施提出了较高要求，提高了生产成本，且配方中使用的大分子长链聚醚多元醇会让最后的环氧固化剂涂膜硬度下降，影响涂膜机械性能。
[0004]申请号为CN201910898674.0的中国专利技术专利公开了一种含氟水性环氧固化剂的制备方法，在公开专利中公开了利用多巴胺、含氟聚合物微粉、多异氰酸酯、聚醚多元醇、亲水扩链剂、环氧树脂、单环氧缩水甘油醚7种原料制备出一种新型含氟水性含氧固化剂，但是这种固化剂原料中的多异氰酸酯化合物毒性较大，对生产施工人员的身体健康和环境造成重大危害。此外,该固化剂是加入乙酸中和成盐来促进固化剂结构的亲水性的，引入乙酸这种酸性物质，在固化成膜时乙酸可能会从涂膜中析出，造成涂膜性能下降，且由于乙酸会和金属反应，这种固化剂不能用于金属防护领域，大大限制了固化剂的使用范围。
[0005]基于以上背景，开发环保无害、性能优异、生产工艺简单的水性环氧固化剂成为一个重要的研究方向。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种新型水性含氟水性环氧固化剂及其制备方法，以解决现有水性环氧固化剂生产工艺复杂，以及水性含氟水性环氧固化剂耐水性较差、耐热性较差的问题。
[0007]本专利技术另一目的在于提供所述的水性含氟环氧固化剂在金属防腐涂料制备中的应用。
[0008]为实现本专利技术的目的，采用的技术方案如下：
[0009]一种水性含氟环氧固化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)在搅拌状态下，将环氧树脂缓慢滴加入多元胺中，在50～70℃温度下反应3～8h，得到环氧
‑
多元胺加成物；
[0011](2)将聚醚多元环氧化合物和氟化物混合，搅拌混合均匀后加入0.2wt％
‑
0.4wt％催化剂三氟化硼乙醚，在50～60℃温度下反应4～8h，得到含氟亲水预聚物；
[0012](3)再将步骤(2)中含氟亲水预聚物在50～70℃温度与步骤(1)得到的环氧
‑
多元胺加成物反应3～8h，得到环氧
‑
多元胺
‑
含氟亲水链段复合物；
[0013](4)将单环氧缩水甘油醚在50～70℃温度与步骤(3)得到的环氧
‑
多元胺
‑
含氟亲水链段复合物反应3～8h，再加入去离子水，制得水性含氟环氧固化剂。
[0014]为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述多元胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和间苯二甲胺中的一种。
[0015]优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E20、E44和E51中的一种。
[0016]优选地，所述聚醚多元环氧化合物为聚乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种，环氧当量为260
‑
600。
[0017]优选地，所述氟化物为六氟异丙醇、全氟丁醇、全氟丁基乙醇和全氟己基乙醇中的一种或多种。
[0018]所述单环氧缩水甘油醚为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和C12
‑
14缩水甘油醚中的一种或多种。
[0019]优选地，所述去离子水用量为控制水性含氟环氧固化剂固含量在50
‑
55wt％。
[0020]优选地，所述多元胺、环氧树脂、含氟亲水预聚物、单环氧缩水甘油醚的摩尔比为2.2:1:0.2
‑
1:0.2
‑
1。
[0021]一种水性含氟环氧固化剂，由上述的制备方法制得。
[0022]所述的水性含氟环氧固化剂在金属防腐涂料制备中的应用。
[0023]本专利技术与现有技术相比，有以下优点；
[0024](1)本专利技术基于环氧
‑
多胺加成法，合成工艺简单，主要原料聚醚多元环氧化合物是常见的工业原料，价格便宜，且制备过程基本无毒无害。
[0025](2)本专利技术在固化剂结构中引入非离子型的亲水聚醚链段，避免了现有技术CN201910898674.0中的有机酸酸化过程，稳定性好，与水性环氧树脂相容性好，最后涂膜柔韧性能更佳，且可以用于金属防护领域，应用范围更广。
[0026](3)本专利技术向固化剂分子中引入了小分子氟化物，氟原子具有极低的表面能，含氟结构的分子链段在材料中会自发向材料的表面集中，因此，引入少量的小分子氟化物就能显著降低涂料的表面自由能，改善涂料的耐水性和耐热性。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1的水性含氟环氧固化剂的制备方法的原理图。
[0028]图2为实施例1中环氧
‑
多元胺加成物的和含氟亲水预聚物的红外光谱图。
具体实施方式
[0029]为了更好理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，但是本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例所表示的范围。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示，一种含氟水性环氧固化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0032](1)在搅拌状态下，将7.84g环氧树脂E51缓慢滴加入6.42g三乙烯四胺中，在60℃温度下反应4h，得到环氧
‑
多元胺加成物；
[0033](2)将2.16g聚乙二醇二缩水甘油醚和0.67g六氟异丙醇加入反应瓶中，搅拌混合均匀后加入0.2wt％三氟化硼乙醚(催化剂用量占反应体系总质量的0.2wt％)，在50℃温度下反应5h，得到含氟亲水预聚物；
[0034](3)再将步骤(2)中含氟亲水化合物在60℃温度与步骤(1)得到的环氧
‑
多元胺加成物反应4h，得到环氧
‑
多元胺
‑
含氟亲水链段复合物；
[0035](4)然后将1.32g苯基缩水甘油醚在60℃温度与步骤(3)得到的环氧
‑
多元胺
‑
含氟亲水链段复合物反应4h，再加入14.1g去离子水，制得水性含氟环氧固化剂，固含量控制在50％。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性含氟环氧固化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在搅拌状态下，将环氧树脂缓慢滴加入多元胺中，在50～70℃温度下反应3～8h，得到环氧
‑
多元胺加成物；(2)将聚醚多元环氧化合物和氟化物混合，搅拌混合均匀后加入0.2
‑
0.4wt％催化剂三氟化硼乙醚，在50～60℃温度下反应4～8h，得到含氟亲水预聚物；(3)再将步骤(2)中含氟亲水预聚物在50～70℃温度与步骤(1)得到的环氧
‑
多元胺加成物反应3～8h，得到环氧
‑
多元胺
‑
含氟亲水链段复合物；(4)将单环氧缩水甘油醚在50～70℃温度与步骤(3)得到的环氧
‑
多元胺
‑
含氟亲水链段复合物反应3～8h，再加入去离子水，制得水性含氟环氧固化剂。2.根据权利要求1所述的水性含氟环氧固化剂的制备方法，其特征在于，所述多元胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和间苯二甲胺中的一种。3.根据权利要求1所述的水性含氟环氧固化剂的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E20、E44和E51中的一种。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：任碧野，胡建，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：