[发明专利]一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法

说明书

本发明公开一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法，该方法首先将环氧树脂与脂肪族多胺进行反应制得端氨基低聚物，再苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚进行催化氧化得到带醛基化合物作为封端剂，最后加入封端剂对残余伯胺封端后制得一种非离子型水性环氧固化剂。本方法制得的固化剂中具有席夫碱结构，能够大大提升环氧体系在金属防腐蚀中的效果，同时该发明的封端方法具有伯胺选择性，能够保留更多仲胺以获得更好的环氧体系的固化密度和适用期，在水性金属防腐蚀涂料、水性环氧建筑材料体系中有优良的应用效果。

技术领域

本发明精细化工技术领域，涉及一种非离子型水性环氧固化剂，特别是一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法。

背景技术

环氧树脂是一类带多个环氧基的一类聚合物，大部分的环氧树脂由于分子量低，单组分使用的应用范围小、应用价值低，因此需要与固化剂复配使用，才能获得优良的机械性能。双组分的环氧树脂具有优异的力学性能、电学性能、耐化学性，同时具有易施工，固化收缩率低等工艺性优势，目前广泛应用于金属涂料、建筑涂料、土建复合材料、电子工业和汽车工业涂装等的领域。目前，随着环保政策的进一步收紧，环氧树脂的发展方向转向水性化、粉末化等无溶剂的方向发展，但现有水性环氧固化剂上的技术仍有待提高。

环氧树脂固化剂的种类主要分为阳离子型、阴离子型和非离子型。现有市面上大多数的水性环氧固化剂为阳离子型体系，少数为非离子型体系。阳离子型的水性环氧固化剂通常会面临反离子稳定性的问题，导致其耐化学性以及制备复合材料的工艺性不佳，应用领域和施工质量大大受限。非离子型的水性环氧固化剂由于其亲水机理不同于离子型，其分散的稳定性不受各种酸、碱和离子的影响，在目前水性环氧体系中应用最为广泛，尤其是在环氧砂浆复合体系、水泥基环氧复合材料体系中是不可缺少的一部分。

此外，目前金属防腐蚀工程主要使用油性环氧树脂作表面涂覆，但由于环保政策的要求，防腐蚀涂料的水性化不断在推进。水性环氧树脂在金属防腐蚀的效果上，与目前使用的油性环氧相比，效果上相差较远，仍达不到广泛使用的要求。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于克服目前水性环氧树脂体系在金属防腐蚀工程中性能不佳，以及非离子型水性环氧固化剂制备难度大等技术问题，提供一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法。该方法制备的水性环氧固化剂具有席夫碱结构，能够实现自乳化，并且有较好的固化特性，与环氧树脂固化后具有优异的综合性能，尤其是防腐蚀性能。

为达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法，其包括的步骤如下：

(1)端氨基预聚物制备：将1.5-3摩尔份的脂肪族多胺加热至70-80℃，然后将1摩尔份(以环氧当量算)的环氧树脂在2-4h内滴加到上述多胺中反应，滴加完成后保温0.5-1.5h，制得端氨基预聚物；

(2)醛基封端剂制备：将苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚与PdCl₂-CuCl₂催化剂混合升温至100-120℃，以0.4-0.7mL/g·min的通气速率通入氧气进行催化氧化，反应3-5h，制得苯甲醛苯酚聚氧乙烯醚；

(3)封端反应：将摩尔比为1:1-1.2的端氨基预聚物(以氨基摩尔数计算)与苯甲醛苯酚聚氧乙烯醚(以醛基摩尔数计算)混合，加热至85-90℃反应2-4h；最后降温至60℃，加入去离子水，将体系固含量调整至58-64％，再进一步降至室温(25℃左右)，出料得到所述非离子型水性环氧固化剂。

所述(1)步骤中，所述脂肪族多胺与所需环氧树脂质量的10-20％溶剂混合后加热。

所述溶剂可以是丙二醇甲醚。

其中，所述PdCl₂-CuCl₂催化剂的量为苯乙烯苯酚聚氧乙烯醚质量的0.3-0.6％。

优选的，一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法，其包括的步骤如下：