[发明专利]断裂-自愈合有机玻璃分子量减小后的固化剂用途

说明书

本发明公开了断裂‑自愈合“有机玻璃”分子量减小后的固化剂用途。本发明在日本东京大学Aida课题组公开的断裂‑自愈合的“有机玻璃”用途之外，研发了上述断裂‑自愈合“有机玻璃”的另一用途。本发明将上述文献中公开的断裂‑自愈合“有机玻璃”分子量降低，所述断裂‑自愈合“有机玻璃”减小粘度应用于环氧树脂固化剂用途。

技术领域

本发明属于环氧树脂固化剂技术领域，具体涉及断裂-自愈合的“有机玻璃”分子量减小后应用于环氧树脂室温固化剂的用途。

背景技术

现有技术中的环氧树脂用固化剂的固化速度慢。目前，聚醚胺作为环氧固化剂使用时存在反应慢、没有适当的催化剂及耐水性差的问题，即使加入本领域常用的催化剂，如2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、三乙胺、苯酚或酚类衍生物等也不能明显改善聚醚胺-环氧体系的反应速度，另外，由于现有技术中固化剂本身的水溶性，导致环氧树脂固化体系的吸水率普遍较高、耐水性差。

日前，日本东京大学Aida课题组报道了以2,2’-二胺基乙醚、2,2’-二胺基二乙醚、2,2’-二胺基三乙醚、1,8-辛二胺、1,12-十二胺等分别与1,1’-硫羰基二咪唑按照摩尔比1.05:1.00进行投料、反应，得到了室温下可以断裂-自愈合的“有机玻璃”。断裂-自愈合的“有机玻璃”中的重复单元结构硫脲基团(-HN-S-NH-)

的硫原子(S)与胺氢(-NH)基团之间形成大量分子间氢键，如下所示，

其中，m、n、l分别为自然数。

当上述材料中局部的氢键被破坏后，就表现为材料的宏观“断裂”，当断裂的材料再相互接近后，分子链间的氢键恢复，断裂的材料又表现为宏观的“自愈合”。

但是，至今尚没有公开将上述断裂-自愈合的“有机玻璃”作为环氧树脂固化剂领域应用的相关报道。

参考文献：Y.Yanagisawa,Y.Nan,K.Okuro,T.Aida.Mechanically robust,readily repairable polymers via tailored noncovalent cross-linking[J].Science,2017,359(6371):72-76.

发明内容

为解决现有技术中固化剂存在的上述问题，本发明在日本东京大学Aida课题组公开的断裂-自愈合的“有机玻璃”用途之外，研发了上述断裂-自愈合“有机玻璃”的另一用途。本发明将上述文献中公开的断裂-自愈合“有机玻璃”分子量降低，所述断裂-自愈合“有机玻璃”减小粘度应用于环氧树脂固化剂用途。

一种结构式I所示的低分子量化合物的固化剂用途，所述结构式I如下所示：

R基团选自中的任意一种，其中，m、n、q均为自然数，且m＝0～8，n＝1～4，q＝0～2。

本发明通过研究证明，上述结构式I所示的低分子量化合物用于环氧漆固化剂用途，在材料力学性能基本不改变的情况下，能有效降低与环氧树脂体系反应的活化能，提高该化合物作为固化剂使用时固化体系的疏水性、减小吸水率。

与现有技术相比本发明的有益效果：结构式I所示的低分子量化合物作为固化剂与环氧树脂反应的活化能低，在不额外添加催化剂的情况下，就能获得比较满意的反应速度，固化时间相比现有固化剂显著缩短了固化时间，减小了固化材料的吸水率。

上述结构式I所示的低分子量化合物固化剂的制备方法，

聚醚胺和1,1’-硫羰基二咪唑按照(1.2～2)：1的摩尔比混合得混合原料，再加入溶剂，其中，所述混合原料的质量为所述混合原料质量与所述溶剂质量之和的5％-20％，室温下反应24小时经沉淀、分离、干燥后，得到结构式I所示的低分子量化合物；