一种低粘环保高韧性环氧固化剂的制备方法与流程

1.本发明专利涉及固化剂技术领域，具体为一种低粘环保高韧性环氧固化剂的制备方法


背景技术：

2.环氧树脂涂料由于具有硬度高、耐磨性好、附着力高和耐化学药品等性能，被广泛应用于涂装领域。环氧胶粘剂主要由环氧树脂、固化剂、填料等部分组成，其中固化剂是影响环氧胶粘剂粘结强度、韧性的关键因素。但是目前采用e51环氧树脂进行加成改性的制备方法而出现的固化剂游离胺、小分子胺含量较高，毒性较大，气味较重，韧性较差，黏稠度高不便常温使用，生产使用过程中存在安全隐患，影响产品实用性，为此提出一种低粘环保高韧性环氧固化剂的制备方法来解决此问题。
3.发明专利内容
4.本发明专利的目的在于提供一种低粘环保高韧性环氧固化剂的制备方法，解决了目前采用e51环氧树脂进行加成改性的制备方法而出现的固化剂游离胺、小分子胺含量较高，毒性较大，气味较重，韧性较差，黏稠度高不便常温使用，生产使用过程中存在安全隐患，影响产品实用性的问题。
5.为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种低粘环保高韧性环氧固化剂的制备方法，包括以下步骤：
6.步骤1：原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
‑
29g、二乙烯三胺10
‑
14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
‑
4.5g、e51环氧树脂8
‑
10g；
7.步骤2：制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；
8.步骤3：制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
‑
10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
9.优选的，所述在步骤1中，苯甲醇是一种有机化合物，分子式是c7h8o，是芳香醇。
10.优选的，所述在步骤1中，二乙烯三胺的分子式为c4h
13
n3，黄色且具有吸湿性的透明黏稠液体。
11.优选的，所述在步骤1中，1，4丁二醇二缩水甘油醚为含1，4丁二醚链的环氧树脂，由1，4丁二醇与环氧氯丙烷缩聚制得，1，4丁二醇二缩水甘油醚为加成改性物。
12.优选的，所述在步骤1中，e51环氧树脂为环氧树脂的一种，为热固性高分子合成材料。
13.优选的，所述在步骤3中，制成固化剂后，然后进行减压除水，提高控温反应釜内的
真空度，当馏分较少时，逐步提高控温反应釜内温度，待固化剂达到稳定的胺值后，停止蒸馏。
14.优选的，所述在步骤3中，制成成品后冷却，最后装桶。
15.优选的，所述在步骤3中，需要配备应用时，环氧树脂与固化剂的应用配比为100：50。
16.与现有技术相比，本发明专利的有益效果如下：
17.本发明专利以1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂混合后作为加成反应物，1，4丁二醇二缩水甘油醚分子结构式中的双环氧基封端、醚键能够提高固化剂的韧性，由于1，4丁二醇二缩水甘油醚环氧当量小，作为反应物可消耗二乙烯三胺氨基上的活泼氢原子数是同等摩尔质量的e51环氧树脂的二倍，可降低固化剂中的小分子胺、游离胺，从而降低气味、毒性。
附图说明
18.图1为本发明专利结构流程图；
19.图2为本发明专利化学反应机理。
具体实施方式
20.下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
21.请参阅图1
‑
2，一种低粘环保高韧性环氧固化剂的制备方法，包括以下步骤：
22.步骤1：原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
‑
29g、二乙烯三胺10
‑
14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
‑
4.5g、e51环氧树脂8
‑
10g；
23.步骤2：制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；
24.步骤3：制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
‑
10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
25.实施例一：
26.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
‑
29g、二乙烯三胺10
‑
14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
‑
4.5g、e51环氧树脂8
‑
10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步
反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
‑
10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
27.实施例二：
28.在实施例一中，再加上下述工序：
29.在步骤1中，苯甲醇是一种有机化合物，分子式是c7h8o，是芳香醇，降低固化剂黏稠度，同时可提高加成反应速率。
30.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
‑
29g、二乙烯三胺10
‑
14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
‑
4.5g、e51环氧树脂8
‑
10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
‑
10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
31.实施例三：
32.在实施例二中，再加上下述工序：
33.在步骤1中，二乙烯三胺的分子式为c4h
13
n3，黄色且具有吸湿性的透明黏稠液体，可以与e51环氧树脂在常温下很好的交联固化。
34.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
‑
29g、二乙烯三胺10
‑
14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
‑
4.5g、e51环氧树脂8
‑
10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
‑
10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
35.实施例四：
36.在实施例三中，再加上下述工序：
37.在步骤1中，1，4丁二醇二缩水甘油醚为含1，4丁二醚链的环氧树脂，由1，4丁二醇与环氧氯丙烷缩聚制得，1，4丁二醇二缩水甘油醚为加层改性物，可以减少e51环氧树脂的使用量，降低固化剂毒性的同时可提高力学性能
38.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
‑
29g、二乙烯三胺10
‑
14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
‑
4.5g、e51环氧树脂8
‑
10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
‑
10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
39.实施例五：
40.在实施例四中，再加上下述工序：
41.在步骤1中，e51环氧树脂为环氧树脂的一种，为热固性高分子合成材料，固化后拥有较高的强度和硬度。
42.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
‑
29g、二乙烯三胺10
‑
14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
‑
4.5g、e51环氧树脂8
‑
10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
‑
10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
43.实施例六：
44.在实施例五中，再加上下述工序：
45.在步骤3中，制成固化剂后，然后进行减压除水，提高控温反应釜内的真空度，当馏分较少时，逐步提高控温反应釜内温度，待固化剂达到稳定的胺值后，停止蒸馏，确保后续的产品质量。
46.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
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29g、二乙烯三胺10
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14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
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4.5g、e51环氧树脂8
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10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
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4.5g和8
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10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
47.实施例七：
48.在实施例六中，再加上下述工序：
49.在步骤3中，制成成品后冷却，最后装桶，方便后续的使用。
50.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
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29g、二乙烯三胺10
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14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
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4.5g、e51环氧树脂8
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10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
‑
14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
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4.5g和8
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10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
51.实施例八：
52.在实施例七中，再加上下述工序：
53.在步骤3中，需要配备应用时，环氧树脂与固化剂的应用配比为100：50，可以有效
发挥产品的效果。
54.原料成分：固化剂的原料包括苯甲醇、二乙烯三胺、1，4丁二醇二缩水甘油醚、e51环氧树脂，原料的重量分别为苯甲醇23
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29g、二乙烯三胺10
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14g、1，4丁二醇二缩水甘油醚2.5
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4.5g、e51环氧树脂8
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10g；制成初步反应物：先将苯甲醇添加进入控温反应釜，然后向控温反应釜添加二乙烯三胺，苯甲醇的添加量为23
‑
29g，二乙烯三胺的添加量为10
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14g，启动控温反应釜，温度控制在60℃，反应制成初步反应物；制成固化剂：分别将1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂导入滴加管道，将滴加管道的出料端对准控温反应釜内部的初步反应物，滴加1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂，1，4丁二醇二缩水甘油醚和e51环氧树脂的添加量分别为2.5
‑
4.5g和8
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10g，混合反应，反应时间为4个小时，从而制成固化剂。
55.需要说明的是：
56.二乙烯三胺的结构式为：
57.h2n
‑
(ch2)2‑
nh
‑
(ch2)2‑
nh258.苯甲醇的结构式为：
[0059][0060]
e51环氧树脂的结构式为：
[0061][0062]
1，4丁二醇二缩水甘油醚的结构式为：
[0063][0064]
尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。