[发明专利]全氟烷基侧链改性酮亚胺固化剂的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种环保型全氟烷基侧链改性酮亚胺固化剂的制备方法和应用。合成步骤包括：首先将伯胺与封端剂加热回流制备酮亚胺，然后用酮亚胺与多羟基胺开环环氧树脂，制备多羟基反应活性点的酮亚胺‑环氧中间体，最后利用异氰酸酯桥联酮亚胺‑环氧与含羟基的全氟烷基单体得到固化剂。本发明还涉及包含所述的全氟烷基侧链改性酮亚胺固化剂制备的双组份环氧涂料组合物，该涂料制备的涂膜适用于对防霉变、抗沾污、耐腐蚀要求严苛的物件内表面。

技术领域

本发明涉及水性树脂领域，具体来说涉及一种全氟烷基侧链改性酮亚胺固化剂的制备方法。其特别适用于对防霉变、抗沾污、耐腐蚀要求严苛的物件内表面，如车厢、船舱、容器内表面等。

背景技术

环氧树脂种类繁多且其固化后物理性能和化学性能优异，故其在防腐涂料领域应用广泛。随着国家对环保要求的提高，水性环氧树脂涂料具有用水做分散剂、无毒、不燃、易施工且无VOC排放等特点，是防腐涂料领域发展的趋势。

水性环氧面漆主要应用在对耐候性要求较低的内部环境中，比如船舶内舱、车厢内部、容器内壁等。因此除了施工环境相对狭小，通风困难，水分挥发缓慢的问题，还会在长期使用的过程中，内壁出现发霉等问题，这些不仅会影响到涂料性能的发挥，还会危害处于该环境中的工作人员的健康。

水性环氧体系在固化时由于体系中的水比热容大，挥发困难，导致涂膜难以干燥、与基材附着力差，造成腐蚀缺陷。因此常常在体系中加入有机溶剂减小比热容或者加入固化剂促进剂加快固化。但是这不仅会提高VOC含量，而且固化过快也会导致水被包裹在涂膜内更加难挥发。而酮亚胺结构的固化剂在固化过程中能消耗水、缩短了涂膜干燥时间，提升了涂膜性能。在国内，张小华等人以间苯二胺、环氧氯丙烷为原料合成了端氨基-多胺加成物，之后用封闭剂封端伯胺，用单环氧化合物进行亲疏水改性得到了新型酮亚胺固化剂，具有良好的固化性能及耐腐蚀性能。

低表面能涂料具有疏水、疏油、防霉、防污等优异性能，利用氟、硅改性树脂制备低表面能、耐沾污、防霉变涂料是一种相对高效的方法。中国专利申请号200710114577.5公开了一种侧链含氟环氧树脂的制备方法。中国专利公开号CN104559635A公开了一种氟改性环氧树脂的，并将其运用到船舱内部取得了良好的效果。

综合国内外的发明和文献，水性低表面能涂料主要的制备方法是通过含氟单体改性丙烯酸酯，或者将改性的丙烯酸酯接入到聚氨酯等体系中，这些改性都是在主体树脂上进行。致使原本疏水性较大的主体树脂更加疏水，难以乳化，同时与亲水性的固化剂相容性更差；除此之外，为了使涂膜物具有较好的性能，主体树脂承担了较多的改性，因此合成工艺复杂，在此基础上再对其进行氟改性，无论对于合成工艺还是产物质量都无法保障。但是，对于固化剂低表面能改性的报道暂时没有，这主要是由于固化剂改性引入的氟含量有限，导致涂膜最终的疏水效果不佳。

因此，本发明利用氟改性酮亚胺-环氧结构固化剂，先开环引入多羟基然后再接枝氟改性单异氰酸酯结构，解决了固化剂中氟含量少的问题，使涂膜具有较低表面能。并通过环氧链段增强了固化剂和主体树脂的相容性，利用酮亚胺结构加速固化过程中水分的消耗，使涂膜具有安全、无毒、低表面能、防霉、防沾污及优秀的防腐蚀性能。

发明内容

一种环保型全氟烷基侧链改性酮亚胺固化剂的制备方法，结构如下式所示的一种或两种以上：

式中m为1、2、3、4；

式中n为6、8、10；