[发明专利]一种环氧树脂改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，涉及一种环氧树脂涂料聚氨酯预聚体的制备，具体而言，为一种环氧树脂改性剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂(EP)是重防腐涂料中应用最广泛的基体树脂，其成膜物具有很多优点，如机械强度高、附着力强、耐水耐化学品性好、收缩率低、耐磨性好(耐磨性能是钢铁的3-5倍)等，因而在机械、航天航空、涂料和粘接等领域得到了广泛的应用。但单纯的环氧树脂固化后，由于交联密度高，其涂膜存在内应力大、质地硬脆、易开裂、耐冲击性差等缺点，这在很大程度上限制了它在高技术领域的应用。

为改善环氧树脂涂料的这些诸多缺陷，拓宽环氧涂料的应用范围，前人己经进行了大量的研究，大多采用塑性增韧机理以低分子量聚酰胺、聚醚、邻苯二甲酸酯或聚砜为增韧剂，将环氧树脂涂料进行增韧改性。但这些单纯通过环氧树脂的分子设计很难使韧性、强度和耐热性同时得到提高，而且环氧树脂增韧的同时往往给材料的强度和耐热性带来不良的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环氧树脂改性剂及其制备方法，其旨在改善现有的环氧树脂涂料韧性差、质脆、易开裂、冲击强度低等缺陷。

本发明提供一种技术方案：

一种环氧树脂改性剂，用于制备环氧树脂涂料。该环氧树脂改性剂由聚醚多元醇及异氰酸酯在无水的条件下反应而成，聚醚多元醇的分子量为800-1200，异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者两种。

本发明还提供一种制备上述环氧树脂改性剂的技术方案：

一种环氧树脂改性剂的制备方法，其包括：混合脱水后的聚醚多元醇与异氰酸酯，并在无水条件下通过加热反应制得。

本发明实施例提供的环氧树脂改性剂及其制备方法的有益效果是：采用分子量为800-1200的聚醚多元醇与异氰酸酯为原料合成环氧树脂改性剂，两者相互反应形成互穿聚合物网络体系。分子量为800-1200的小分子量的聚醚多元醇增大该网络体系的韧性，网络体系之间更加紧密，降低最终产物环氧树脂涂料的脆性。异氰酸酯选自较为环保4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯，且在合成环氧树脂改性剂的过程中不添加有机可挥发溶剂，使生产过程更加环保。此外，聚醚多元醇采用分子量为1000、官能度为2的环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚。环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚无规则排布的结构单元，破坏了高分子链结构的规整性，不易结晶，制成的聚氨酯预聚体具有良好的延伸性和低温力学性能。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的环氧树脂改性剂及其制备方法进行具体说明。

一种环氧树脂改性剂，用于制备环氧树脂涂料。该环氧树脂改性剂由聚醚多元醇及异氰酸酯在无水的条件下反应而成，聚醚多元醇的分子量为800-1200，异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或者两种。

本发明通过聚醚多元醇的羟基、异氰酸基团参与环氧树脂固化反应，达到增韧环氧树脂的目的。异氰酸酯基团与含羟基化合物发生化学反应，从而使聚氨酯固化。

本发明提供的聚醚多元醇中含有一定的羟基，与异氰酸基团生成端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体，改聚氨酯预聚体的加入可显著提高环氧树脂涂料的韧性。同时，其粘接剪切强度及固化物冲击强度、拉伸强度均提高。

优先地，在本实施例中，异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中含有两个苯环，具有对称的分子结构，制得的聚氨酯弹性体具有良好的力学性能。与甲苯二异氰酸酯(TDI)相比，MDI的反应活性比TDI大。MDI相对分子质量比TDI大，蒸汽压很低，挥发性较小，对人体的毒害相对较小。在本实施例中，异氰酸酯采用的是4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(4，4-MDI)，在本发明的其他实施例中，也可采用2，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(2，4-MDI)等。2，4-MDI具有较低的反应活性和熔点，可为聚氨酯提供更好的流动性能。