一種酚醛改性胺類固化劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種酚醛改性胺類固化劑，該固化劑由混合酚、多聚甲醛和混合胺通過Mannich反應(yīng)縮聚制得；制備方法是先于35~45℃的條件下加入苯酚、壬基酚和間甲酚混勻后，依次加入己二胺和三乙烯四胺，再在逐步升溫至70~80℃的過程中分批加入多聚甲醛反應(yīng)，多聚甲醛加完后于70~80℃下繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)完成后，即得；該固化劑在水中可直接固化且具有一定韌性，固化效果良好，通過該固化劑固化的環(huán)氧樹脂具有較強(qiáng)的干態(tài)剪切粘接強(qiáng)度和水中固化剪切粘接強(qiáng)度；該固化劑制備方法操作簡單、反應(yīng)條件溫和，可工業(yè)化生產(chǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及ー種酚醛改性胺類固化劑及其制備方法，屬于固化劑

技術(shù)介紹
環(huán)氧樹脂膠黏劑具有粘接カ大、固化收縮小、耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在建筑橋梁、電子電器、文物修復(fù)、防水堵漏、水下工程等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。環(huán)氧樹脂的固化體系主要有多元胺、酸酐兩大類。多元胺類固化劑在環(huán)氧樹脂的固化體系中占有很大的分率，但是未改性的多元胺類固化劑本身具有ー些缺點(diǎn)，如操作時(shí)毒性大、易揮發(fā)、易吸收CO2、固化物脆性大、在帶水的環(huán)境下固化效果欠佳等。固化劑的優(yōu)劣很大程度上決定了環(huán)氧樹脂膠黏劑固化性能的好壞。因此，必須對(duì)多元胺類固化劑進(jìn)行改性，拓展其應(yīng)用范圍。對(duì)多元胺類進(jìn)行改性仍是當(dāng)前研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供ー種在水中可直接快速固化環(huán)氧樹脂且韌性好、固化效果良好的酚醛改性胺類固化劑，該固化劑固化的環(huán)氧樹脂具有較強(qiáng)的干態(tài)剪切粘接強(qiáng)度和水中固化剪切粘接強(qiáng)度。本專利技術(shù)的另ー個(gè)目的在于提供ー種上述固化劑操作簡單、反應(yīng)條件溫和的制備方法。本專利技術(shù)提供了ー種酚醛改性胺類固化劑，該固化劑由混合酚、多聚甲醛和混合胺通過Mannich反應(yīng)縮聚制得；其中，多聚甲醛:混合酚:混合胺質(zhì)量組分比為100:300^500:500^800 ;所述的混合酚由苯酚、壬基酚和間甲酚組成；所述的混合胺由己ニ胺和三こ烯四胺組成 ；其中，固化劑的胺值為45(T500mgK0H/g，粘度為36(Tl500mPa S。所述混合酚中壬基酚:苯酚:間甲酚的質(zhì)量組分比為130 360:44 125:15 126。所述的混合胺中己ニ胺與三こ烯四胺的質(zhì)量組分比為200 370:300 430。本專利技術(shù)還提供了ー種如上所述的固化劑的制備方法，該方法是先于35 45°C的條件下加入苯酚、壬基酚和間甲酚混勻后，依次加入己ニ胺和三こ烯四胺，再在逐步升溫至7(T80°C的過程中分批加入多聚甲醛反應(yīng)，多聚甲醛加完后于7(T80°C下繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)完成后，即得。所述的逐步升溫至7(T80°C的過程中分批加入多聚甲醛是按以下操作:在4(T50°C下，加入多聚甲醛質(zhì)量的35 45%，升溫到50 60で，再加入多聚甲醛質(zhì)量的25 35%，繼續(xù)升溫到6(T70°C，加入多聚甲醛質(zhì)量的15 25%，最后升溫到7(T80°C加入余量的多聚甲醛。所述的逐步升溫的條件下分批加入多聚甲醛是在4(T80°C溫度范圍內(nèi)逐步升溫，將多聚甲醛按不少于3批次加入，本專利技術(shù)優(yōu)選按4批加入。上述制備方法中多聚甲醛加完后在7(T80°C下反應(yīng)1.5^3小吋。本專利技術(shù)的酚醛改性胺類固化劑具體制備方法:①連接好反應(yīng)裝置，并使整個(gè)反應(yīng)裝置保溫在35 45°C ;②按質(zhì)量比將壬基酚、苯酚、間甲酚加入反應(yīng)釜并開始攪拌混合均勻；③依次按質(zhì)量比加入己ニ胺和三こ烯四胺在升溫?cái)嚢璧倪^程中分批加入多聚甲醛，多聚甲醛分四次加入(也可以分更多批加入):4(T50°C加入多聚甲醛質(zhì)量的35 45%，5(T60°C加入多聚甲醛質(zhì)量的25 35%，6(T70°C加入多聚甲醛質(zhì)量的15 25%，7(T80°C加入剩下的多聚甲醛(如果反應(yīng)溫度為70°C，則在70°C恒溫5min后加入余量的多聚甲醛)，溫度穩(wěn)定在7(T80°C后恒溫反應(yīng)1.5^3小時(shí)； 冷卻到室溫得到淡紅褐色粘稠液體。本專利技術(shù)的有益效果:1、本專利技術(shù)的酚醛改性胺類固化劑具有韌性、耐水性和耐潮濕性，固化溫度低，并且在水中固化的速度較快，固化物性能良好；2、本專利技術(shù)涉及的反應(yīng)エ藝簡單，操作方便，對(duì)設(shè)備要求不高，易于エ業(yè)化生產(chǎn)；3、以E-44環(huán)氧樹脂作為粘料(基體樹脂)，加入本專利技術(shù)的酚醛改性胺類固化劑(或稱新T31固化劑)室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度7.(Tl0.0MPa ;E_44/新T31固化劑中再加入一定量的復(fù)合填料、偶聯(lián)劑室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度10.(T20.0MPa，水中粘接固化24h后剪切粘接強(qiáng)度為6.0 13.2MPa。具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是對(duì)本專利技術(shù)的進(jìn)ー步說明，而不是限制本專利技術(shù)。實(shí)施例1在40°C左右恒溫水浴鍋內(nèi)，向裝有攪拌器、冷凝管的250毫升的三ロ燒瓶中加入壬基酚33g，苯酚14.lg，間 甲酚16.2g混合，保溫在40°C左右，依次加入己ニ胺31.3g、三こ烯四胺39.5g，恒溫下攪拌5分鐘，開始加熱升溫，并加入多聚甲醛(總共13.5g)，分批多次加入(溫度從40°C升到50°C時(shí)加入多聚甲醛質(zhì)量總量的40%，溫度從50°C升到60°C時(shí)加入多聚甲醛總量的30%，60°C到70°C時(shí)加入多聚甲醛總量的20%，70°C到80°C時(shí)加入多聚甲醛總量的10%)，升溫至80°C后，保溫2小吋。冷卻到室溫得到淡黃色的粘性液體，胺值為470mg KOH/g，粘度為1325mPa.S。采用E-44環(huán)氧樹脂作為基料，固化劑的量為20/100，沒有加入任何輔助劑室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度7.5MPa ;如添加CaO (160目)5/100，氣相SiO20.5/100，KH-5502/100室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度15.7Mpa，濕態(tài)粘接、水中固化24h剪切拉伸強(qiáng)度13.2Mpa。實(shí)施例2在40°C左右恒溫油水浴鍋內(nèi)，向裝有攪拌器、冷凝管的250毫升的三ロ燒瓶中加入壬基酚44g，苯酚18.8g，間甲酚10.8g，保溫在40°C左右，依次加入己ニ胺55.7g、三こ烯四肢46.7g，恒溫下攪拌5分鐘，開始加熱升溫，并加入多聚甲醛(總共15g)，分批多次加入(溫度從40°C升到50°C時(shí)加入多聚甲醛質(zhì)量總量的40%，溫度從50°C升到60°C時(shí)加入多聚甲醛總量的25%，60°C到70°C時(shí)加入多聚甲醛總量的25%，70°C到80°C時(shí)加入多聚甲醛總量的10%)，升溫至80°C后，保溫2.5小吋。冷卻到室溫得到淡黃色的粘性液體，胺值為485mgK0H/g，粘度為360mPa.S。采用E-44環(huán)氧樹脂作為基料，固化劑的量為20/100，沒有加入任何輔助劑室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度9.0MPa ;如再添加CaO (160目)6/100，氣相SiO20.5/100，KH-5504/100室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度llMPa，濕態(tài)粘接、水中固化24h剪切拉伸強(qiáng)度10.1MPa0實(shí)施例3在40°C左右恒溫油水浴鍋內(nèi)，向裝有攪拌器、冷凝管的250毫升的三ロ燒瓶中加入壬基酚19.3g，苯酚16.5g，間甲酚9.5g，保溫在40°C左右，依次加入己ニ胺30.9g、三こ烯四胺77.9g，恒溫下攪拌5分鐘，開始加熱升溫，并加入多聚甲醛(總共15g)，分批多次加入(溫度從40°C升到50°C時(shí)加入多聚甲醛質(zhì)量總量的45%，溫度從50°C升到60°C時(shí)加入多聚甲醛總量的30%，60°C到70°C時(shí)加入多聚甲醛總量的15%，70°C到80°C時(shí)加入多聚甲醛總量的10%)，升溫至80°C后，保溫3小吋。冷卻到室溫得到淡黃色的粘性液體，胺值為480mgKOH/g，粘度為760mPa.S。采用E-44環(huán)氧樹脂作為基料，固化劑的量為20/100，沒有加入任何輔助劑室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度9.5MPa;如再添加CaO (160目)5/100，氣相SiO2L 0./100,KH-5502/100室溫固化24h干態(tài)剪切拉伸強(qiáng)度llMPa，濕態(tài)粘接、水中固化24h剪切拉伸強(qiáng)度7本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種酚醛改性胺類固化劑，其特征在于，由混合酚、多聚甲醛和混合胺通過Mannich反應(yīng)縮聚制得；其中，多聚甲醛:混合酚:混合胺質(zhì)量組分比為100:300~500:500~800；所述的混合酚由苯酚、壬基酚和間甲酚組成；所述的混合胺由己二胺和三乙烯四胺組成；所述的固化劑胺值為450～500mgKOH/g，粘度為360~1500mPa·s。

【技術(shù)特征摘要】
1.ー種酚醛改性胺類固化劑，其特征在干，由混合酚、多聚甲醛和混合胺通過Mannich反應(yīng)縮聚制得；其中，多聚甲醛:混合酚:混合胺質(zhì)量組分比為100:300 500:500 800 ;所述的混合酚由苯酚、壬基酚和間甲酚組成；所述的混合胺由己ニ胺和三こ烯四胺組成；所述的固化劑胺值為450 500mgK0H/g，粘度為36(Tl500mPa S。2.如權(quán)利要求1所述的固化劑，其特征在于，所述混合酚中壬基酚:苯酚:間甲酚的質(zhì)量組分比為130 360:44 125:15 126。3.如權(quán)利要求1所述的固化劑，其特征在于，所述的混合胺中己ニ胺與三こ烯四胺質(zhì)量組分比為200 370:300 430。4.一種如權(quán)利要求廣3任一項(xiàng)所述的固化劑的制備...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝建軍，丁出，曾念，姚慶鑫，劉軍霞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中南林業(yè)科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：