N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑及制備方法技術

本發明專利技術公開了N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑及制備方法，所述N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的結構式為：

N, N 'alkylation two amino two phenyl methane curing agent and preparation method

The invention discloses a curing agent for N, N 'alkylated two amino two phenyl methane, and a preparation method. The structure of the N, N' alkylated two amino two phenyl methane curing agent is: 1.

【技術實現步驟摘要】
N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑及制備方法
本專利技術涉及固化劑
，尤其涉及的是一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑及制備方法。
技術介紹
環氧樹脂作為一種綜合性能優良的熱固性塑料，在涂料、土建、汽車、工廠設備、船舶、容器等眾多領域有廣泛應用。固化劑是制備環氧樹脂不可或缺的成分之一，固化劑的品質對樹脂性能具有重要影響。根據化學成分、用途等的不同，固化劑可以分為芳香族胺類固化劑、脂肪族胺類固化劑、酰胺基胺類固化劑、潛伏固化胺類固化劑、尿素替代物類固化劑等。其中，芳香族胺類固化劑是指分子結構中含有穩定苯環結構、胺基與苯環直接相連的一類固化劑。芳香胺的堿性弱于脂肪胺，同時芳環存在一定的空間阻礙，因而在固化反應過程中一般需要加熱固化。但芳香族胺類固化劑生成的樹脂具有較好的耐熱性、耐藥品性、電學性能、力學性能等，且使用便捷、應用領域較廣，因而，受到人們的廣泛重視。二氨基二苯基甲烷（MDA）是最常用的芳香族胺類固化劑之一，用其生產的環氧樹脂等具有耐高溫、絕緣性好、強度高、耐磨性好、化學穩定等突出優勢，對膠黏劑、涂料、層壓品等行業的發展具有重要意義。隨著社會的進步，環氧樹脂的應用領域越來越廣，復合材料工業發展迅速，對高端環氧樹脂的要求日益增加，同時，這對固化劑也提出了更高的要求。以MDA為例，實際應用中該類固化劑生產的環氧樹脂剛性過大、韌性不足、北方冬季使用不便等不足已經難以滿足行業發展對其提出的要求。如何對MDA結構進行修飾，繼而制備更加高端的固化劑已成為擺在人們面前的重要問題。對MDA及其衍生物的胺基進行烷基化是結構修飾的戰略性方向之一。目前，芳香胺的N烷基化有取代烷基化、加成烷基化、還原烷基化等多種方法，然而，其中高選擇性的單N烷基化方法較少，特別是能夠適用于規模化工業生產的方法更少，這是當前高端固化劑行業發展的重大技術瓶頸。因此，現有技術還有待于改進和發展。
技術實現思路
鑒于上述現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑及其制備方法，旨在解決現有技術中二氨基二苯基甲烷類固化劑生產所得環氧樹脂等材料韌性不足、無法滿足極端環境使用要求的問題。本專利技術解決技術問題所采用的技術方案如下：一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑，其中，所述N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的結構式如下所示：。一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，包括步驟：A、將化合物a與化合物b混合，加入溶劑；B、加入堿性樹脂；C、在氮氣或惰性氣體壓力0.1-5MPa條件下攪拌回流反應2-6小時，獲得N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑；所述化合物a的結構式為：；其中，R1為H或-(CH2)n-CH3，n=0-8，直鏈或支鏈烷基；所述化合物b的結構式為：X-R2，其中，X=I、Br、Cl，R2為-(CH2)n-CH3，n=0-8，直鏈或支鏈烷基。所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述化合物a與所述化合物b的摩爾比為1:1.9-2.6。所述的N,N’烷基化二氨基二環己基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述化合物a與所述化合物b重量之和與所述溶劑重量之比為1:1-3。所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述堿性樹脂為大孔強堿性陰離子交換樹脂。所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述堿性樹脂用量為所述化合物a的2~15wt%。所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述攪拌回流反應時間為2-5小時。所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述惰性氣體為He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn中的一種。所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述壓力為2-5MPa。所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其中，所述步驟C之前還包括：通入氮氣或惰性氣體置換空氣3-5次。與現有技術相比，本專利技術所提供的一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑，結構式為；增強了其生產所得環氧樹脂等材料的韌性，滿足了極端環境使用要求，制備方法非常適合工業化。附圖說明圖1是本專利技術中N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法反應原理圖。具體實施方式本專利技術提供一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑及其制備方法，為使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。本專利技術提供一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑，其特征在于，所述N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的結構式如下所示：。本專利技術還提供一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其反應原理如圖1所示。具體包括以下步驟：A、將化合物a與化合物b混合，加入溶劑；B、加入堿性樹脂；C、在氮氣或惰性氣體壓力0.1-5MPa條件下攪拌回流反應2-6小時，獲得N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑；所述化合物a的結構式為：；其中，R1為H或-(CH2)n-CH3，n=0-8，直鏈或支鏈烷基；所述化合物b的結構式為：X-R2，其中，X=I、Br、Cl，R2為-(CH2)n-CH3，n=0-8，直鏈或支鏈烷基。具體的，步驟A、在高壓反應釜內，將化合物a（二氨基二苯基甲烷或其衍生物）與化合物b以1:1.9-2.6（摩爾比）的比例混合；B、加入堿性樹脂；C、封閉高壓反應釜，通入氮氣或惰性氣體置換空氣，壓力維持在0.1-5MPa之間，控制反應體系溫度以保持回流，攪拌反應2-6小時，分餾，即得N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑，收率為82-99%。化合物a為二氨基二苯基甲烷及其同系物，其結構式為：；其中，R1為H或-(CH2)n-CH3，n=0-8，直鏈或支鏈烷基；R1可以在芐基的鄰位、間位或對位；NH2可以在芐基的鄰位或間位；R1和NH2兩者之間可以是苯環上的鄰位、間位或對位結構；如4,4-二氨基二苯基甲烷、3,3-二氨基二苯基甲烷、2,4-二氨基二苯基甲烷及上述各類化合物的衍生物等。所述化合物b的結構式為：X-R2，其中，X=I、Br、Cl，R2為-(CH2)n-CH3，n=0～8，直鏈或支鏈烷基。化合物b為鹵代烷，該類化合物可與胺基直接發生SN2親核取代反應制備烷基化的胺類物質，鹵素為很好的離去基團，本專利技術是以二氨基二苯基甲烷的伯胺N原子進攻鹵代烷的α碳原子，鹵素離去，得到烷基化產物，所以反應非常容易進行，對反應體系溫度、壓力、催化劑等的要求較低，從而大大降低反應自身的難度。所述化合物a與所述化合物b的摩爾比為1:1.9~2.6。由于本專利技術為親核取代反應，反應活性很高，容易進行，因此只需定量投料，或微過量某一種原料即可實現高收率。相比于其它活性較差的反應，為了提高收率，一般情況下會讓一種原料大大過量，使反應正向進行。因此，本專利技術顯著降低了反應原料的使用量，降低了成本，提升了產率，使得產率均在82%以上。在本專利技術較佳實施例中，所述化合物a與所述化合物b重量之和與所述溶劑重量之比為1:1-3；即溶劑的用量為原料重量總和的1-3倍；所述溶劑為二氧六環、嗎啉及類似溶劑，在此本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑，其特征在于，所述N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的結構式如下所示：

【技術特征摘要】
1.一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑，其特征在于，所述N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的結構式如下所示：。2.一種N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其特征在于，包括步驟：A、將化合物a與化合物b混合，加入溶劑；B、加入堿性樹脂；C、在氮氣或惰性氣體壓力0.1-5MPa條件下攪拌回流反應2-6小時，獲得N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑；所述化合物a的結構式為：；其中，R1為H或-(CH2)n-CH3，n=0-8，直鏈或支鏈烷基；所述化合物b的結構式為：X-R2，其中，X=I、Br、Cl，R2為-(CH2)n-CH3，n=0-8，直鏈或支鏈烷基。3.根據權利要求2所述的N,N’烷基化二氨基二苯基甲烷類固化劑的制備方法，其特征在于，所述化合物a與所述化合物b的摩爾比為1:1.9-2.6。4.根據權利要求2所述的N,N’烷基化二氨基二環己基甲烷類固化劑的制備方法，其特征在于，所述化合物a與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙智全，范麗芬，
申請(專利權)人：景縣本源精化有限公司，
類型：發明
國別省市：河北,13