[发明专利]硬化剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种硬化剂的制备方法，其包含：酯化步骤：混合多元醇与多元酸酐，以得到酯基乳化剂(A)；扩链步骤：混合酯基乳化剂(A)与双官能性环氧树脂，以得到聚合物中间体(B)；以及混合反应聚合物中间体(B)与多胺化合物，以得到硬化剂(C)。通过本发明的步骤流程以及特定比例，提供了无须额外添加挥发性有机化合物的硬化剂制备方法，并提供具有良好性能的硬化产物。

技术领域

本发明涉及一种硬化剂及其制备方法，特别是涉及一种用于水性环氧树脂涂料的硬化剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂组成物硬化产物具有优异的机械性质、抗蚀性、密接性等，因而广泛应用于涂料、黏结剂、积层板、电子零件等领域；环氧树脂具有抗化学药品性，也对大多数基材有良好的黏附力。然而，一般现有技术的环氧树脂难溶于水，只溶于有机溶剂如醇类、酮类及芳烃类等，且通常必须在使用大量有机溶剂条件下才能获得应用。

随着人们开始重视健康及环境污染问题，挥发性有机溶剂和挥发性有机化合物(VOC)对人体及环境的影响便受到了高度关注。具体而言，挥发性有机化合物(VOC)可根据美国环境保护协会(EPA)方法24列举为挥发性溶剂，或在欧盟指令(European UnionDirective)2004/42/EC中记载为VOC的有机化合物，举例而言，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙酰氧基硅烷、2-甲氧基乙醇等。因此，不含挥发性(NOC)或低挥发性的有机化合物已成为环氧树脂材料的相关研究方向。

美国专利号4,197,389公开了一种硬化剂的制备方法：使至少一种聚环氧化物化合物与至少一种聚亚烷基聚醚多元醇反应以形成随后与多胺反应的加成物。美国专利第5,489,630号揭露一种可与水相容的多胺-环氧树脂加成物，其通过使聚(环氧烷)单胺或二胺与聚环氧化物反应以形成中间物，然后所述中间物随后与过量的多胺反应。美国专利第6,013,757号揭露了由长链二羧酸和氨基烷基哌嗪的反应制备的水性聚酰胺硬化剂。美国专利第6,127,459号公开了借由多胺和环氧树脂反应，从而产生胺端基中间体，并将胺端基中间体与含酸端基聚亚烷基二醇的化合物(I)、(II)、(III)反应，产生胺基端硬化剂。

然而，相关现有技术的制备过程中仍是使用了相当含量的有机溶剂，为克服前述的缺陷，制备水兼容的不含溶剂的硬化剂，并提供具有良好性能的硬化产物，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种用于水性环氧树脂涂料的硬化剂及其制备方法。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的一技术方案是，提供一种硬化剂的制备方法，其包含：酯化步骤：以1.1：1当量比混合一多元醇与一多元酸酐，进行一酯化反应以得到一酯基乳化剂(A)；扩链步骤：以0.05：1当量比混合所述酯基乳化剂(A)与一双官能性环氧树脂进行扩链，得到一聚合物中间体(B)；以及使所述聚合物中间体(B)与一多胺化合物以0.2：1当量比混合反应，以得到一硬化剂(C)：

其中，m＝1-100、n＝1-15，X以及Y各自独立地选自H、甲基、乙基、羟甲基；R₀是经氧原子、氮原子、硫原子取代或未经取代C6至C30的烃基且具有至少一个芳香环，或C6至C17的脂族烃基团；R₁是经非反应活性氧、至多平均4个二级或三级氮原子取代或非经取代的C2至C18脂族、脂环族或芳族基团；R₂和R₃各自独立地选自H、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的芳基，或R₂与R₃彼此键结以形成经取代或未经取代的环。

优选地，所述多元醇具有以下化学式：