环氧固化剂的制备方法

背景及概述^[1]

环氧固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状的立体聚合物，把绝缘材料骨材包络到网体之中，促成固化反应的物质。环氧固化剂按照化学结构可以分为碱性环氧固化剂和酸性环氧固化剂，按照固化机理可分为加成型环氧固化剂和催化型环氧固化剂。

制备方法^[2-4]

一、CN201410259386报道了一种柔性环氧固化剂，通过聚醚胺与硫脲加成反应后，添加胺类环氧固化剂得到。本发明通过聚醚胺与硫脲的加成反应，在固化剂中引入硫脲基团，既能保证环氧固化产物的柔顺性能，又使得环氧固化剂在低温下的反应速度加快；引入胺类固化剂，改善了环氧固化剂的耐水性、耐酸碱性，可以满足防腐蚀领域的应用要求。举例：

在带有搅拌装置、温度计、冷凝装置的反应釜中，在惰性气氛下加入聚醚 胺JEFFAMINE D20002000克(1mol)，硫脲76克(1mol)，升温至140℃，反 应3h，反应釜内液体变为淡黄色，降温至70℃，加入腰果酚改性环氧固化剂 MD20151660克(80％)，搅拌45min后，降温至40℃，出料。

将上述所制得的固化剂与环氧树脂E-51按质量比1:1.7于25℃下 固化，其固化物性能下表。

二、一种环氧固化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)称取适量环氧树脂、有机酚和催化剂加入反应容器中，加热至75-250℃保温0.5-7小时后，降温至30-120℃并加入部分溶剂，得到环氧树脂与有机酚的加成物后出料。优选地，加热的温度为90-200℃，保温的时间为1-5小时，降温的温度为40-100℃。通过引入有机酚类物质，有利于提高固化剂的柔韧性和耐水性能。

(2)向上述反应容器中加入胺类物质和部分溶剂升温至40-125℃，在搅拌状态下缓慢滴加步骤(1)中得到的环氧树脂与有机酚的加成物，在70-135℃下保温0.4-6小时。优选地，加热的温度为50-120℃，保温的温度为80-120℃，保温的时间为1-5小时。通过该步骤控制固化剂的活性，以延长固化剂和环氧树脂混合后的使用时限。

3)缓慢加入剩余的溶剂，搅拌5-100分钟，即得到环氧固化剂。优选地，搅拌的时间为10-50分钟。通过步骤(3)对固化剂的黏度进行调整，以方便使用。

三、环氧树脂是指含有两个或多个环氧基，以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链的高分子预聚物，因其优异的基材附着力、耐热性、耐腐蚀性等广泛应用于双组分环氧防腐涂料中。溶剂型环氧涂料因含有甲醛、苯等有机挥发物，严重危害生态环境和人体健康，因此开发以水代替有机溶剂的水性环氧涂料是当今涂料行业发展的必然趋势。而水性环氧固化剂是水性环氧涂料重要组成部分，对涂料的最终性能起着决定性的作用。

水性环氧固化剂的制备方法，优选的方案包括如下步骤：

1)将脂肪族多胺加入到带有温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至50-60℃，开动搅拌器；按照环氧基与氨基(-NH2)摩尔比1:1.5-3加入单官能团活性稀释剂为C12-14-烷基缩水甘油醚，反应1-2小时；得到混合物；

2)按照混合物的氨基(-NH2)与环氧基物质的量之比为1:0.8-1向烧瓶中加入环氧树脂，缓慢向烧瓶中滴加上述得到的混合物，滴加完毕后将温度缓慢升高至50-70℃继续反应1.5-2.5h，加入冰乙酸反应30-60min，加入去离子水；搅拌混合均匀，得到水性环氧固化剂。

主要参考资料

[1] [中国实用新型] CN201821600869.X 一种环氧固化剂冷却装置

[2] [中国发明] CN201410259386.8 一种柔性环氧固化剂及其制备方法

[3] [中国发明] CN201710257456.X 一种环氧固化剂的制备方法

[4] [中国发明] CN201910458164.1 水性环氧固化剂及其制备方法和应用