[发明专利]一种自催化的腰果酚酚醛胺固化剂的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及化学领域，尤其涉及高分子材料，特别涉及环氧树脂固化剂，具体地是一种自催化的腰果酚酚醛胺固化剂的制备方法。

背景技术：

现代固化剂发展中的一个特点是，人们不仅关注固化剂在生产和使用过程中的毒性及环境污染问题，而且重视废弃环氧树脂制品的环境污染问题。在发达国家，初级的多烯多胺、芳香胺已全部被无毒或低毒的改性胺所取代。在使用固化剂的过程中，会碰到一些极端情况，比如气温低，普通的固化剂往往很难实现，酚醛胺类固化剂可以在一定程度上改善这种情况，但是程度有限。往往还需要加一部分促进剂在里面才能达到预期效果。但是促进剂加入过多会使环氧树脂的固化物变脆。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种自催化的腰果酚酚醛胺固化剂的制备方法，所述的这种自催化的腰果酚酚醛胺固化剂的制备方法要解决现有技术中固化剂不耐低温、易脆的技术问题。

本发明一种自催化的腰果酚酚醛胺固化剂的制备方法，包括一个称取腰果酚、胺、多聚甲醛和二甲胺或者带有叔胺基团的胺或者N，N-二甲基丙胺的步骤，所述的腰果酚、胺、多聚甲醛、二甲胺或者带有叔胺基团的胺或者N，N-二甲基丙胺的摩尔比为1:0.8～1.2:1.2～3.2:0.1～2，然后将腰果酚和胺加入反应容器中，同时进行搅拌，在N₂保护状态下加热到60～70℃，然后将40%～60%的多聚甲醛分批加入到反应容器中，然后在70～80℃温度下反应4～8小时，然后将二甲胺或者带有叔胺基团的胺或者N，N-二甲基丙胺的水溶液加入反应容器中，在70～80℃并搅拌下加入剩下的多聚甲醛，在85～95℃下继续反应1～5小时,真空条件下脱水至体系澄清透明得到腰果酚酚醛胺固化剂。

进一步的，所述的二甲胺或者带有叔胺基团的胺或者N，N-二甲基丙胺的水溶液的质量百分比浓度为30%～60%。

进一步的，所述的二甲胺或者带有叔胺基团的胺或者N，N-二甲基丙胺的当量为0.1～2eq。

进一步的，所述的胺为乙二胺、或者二乙烯三胺、或者三乙烯四胺、或者四乙烯五胺、或者间苯二甲胺、或者多乙烯多胺、或者异佛尔酮二胺、或者混胺、或者杂胺。

进一步的，所述的胺的当量为0.8-1.2eq。

本发明的反应方程式如下描述（以多乙烯多胺为例）：

本发明的这种腰果酚酚醛胺固化剂，其结构式如下描述（以多乙烯多胺为例）：

其中，m=0-4；R=C₁₅H_31-2n,n=0-3。

本发明首先由腰果酚和胺（多乙烯多胺）以及甲醛利用Mannich反应合成了一种腰果酚酚醛胺环氧树脂固化剂，在此基础上同样通过与二甲胺及甲醛的Mannich反应引入了叔胺结构，使该固化剂在不加促进剂的情况下固化速度大大增加，同时避免了由于添加叔胺类固化剂带来的使固化剂变脆的问题。使性能大大提高，同时由于不用另外加入叔胺催化剂，使用成本降低。本发明在第二次加入甲醛的时候，有热量放出，温度明显上升，从75℃一直上升到80℃，说明该Mannich反应已经发生。

本发明与现有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明的固化剂比酚醛胺类固化剂有更高的使用范围，更低的使用温度。效果同一般的腰果酚环氧树脂固化剂加促进剂Ｋ54类似，但是比其有更高的韧性。更好的调节范围。本发明固化产物速度快、光泽好、颜色稳定、潮湿环境施工影响小、机械性优良。

具体实施方式：

实施例1

将腰果酚（300g,1mol）,二乙烯三胺（103，1mol）投入装有机械搅拌的四口瓶中，N₂保护状态下加热到65℃，然后将30g多聚甲醛分批加入到该体系中，多聚甲醛加入完毕后，该反应在75℃反应6h，取出一半，并真空下脱水得空白固化剂P1，剩余的一半将二甲胺水溶液（0.2eq,22.4g40%水溶液）加入反应体系中，在75℃下搅拌下加入6g多聚甲醛，该反应在90℃下继续反应3h,真空条件下脱水除去体系中水直至体系澄清透明得最终固化剂产品P2。

基本指标数据：