[发明专利]一种环氧固化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及固化剂技术领域，更具体地，本发明涉及一种环氧固化剂的制备方法及其应用。本发明提供一种固化剂，通过环状结构和链状结构结合，得到的胺类固化剂可用于环氧树脂的固化，且因为其独特的链状和环状相连的交联点的结构，固化后的树脂具有高的光泽、强度和附着力的同时，还同时具备高的拉伸韧性和硬度，提高固化后树脂的性能；且本发明提供的固化剂可通过简单的加成、催化加氢反应得到，制备简单，反应原料获取容易，可根据不同的需要设计不同的固化剂结构，满足多样化应用的需求。

技术领域

本发明涉及固化剂技术领域，更具体地，本发明涉及一种环氧固化剂的制备方法及其应用。

背景技术

环氧树脂以其优良的机械性能、电绝缘性能、热稳定性、耐化学品性和粘结性能而为大众所知。固化的环氧树脂体系已经发现有着广泛的应用，包括涂料、粘合剂、复合材料。具体实例包括使用碳纤维和玻璃纤维增强材料的环氧树脂复合材料、用于金属表面的保护涂层；用于混凝土、水泥或陶瓷基材的建筑产品；电子电气、机械制造、航空航天、船舶运输等领域。

环氧树脂本身是热塑性的线型结构，不能直接使用，必须要向树脂中加入第二组分，在一定温度(或湿度)等条件下，与环氧树脂的环氧基进行加成聚合反应，或催化聚合反应，生成三维网络结构(立体型网状结构)的固化物后才能使用；这个充当第二组分的化合物或树脂称作固化剂，又称为硬化剂。环氧树脂是含有环氧基团的物质或混合物。固化剂包括对环氧树脂的环氧基团具有反应性的化合物，例如胺、羧酸和硫醇(H.Lee和K.NevilleHandbook of EpoxyResinsMcGraw Hill,New York,1967,第5-1至5-24页)。环氧树脂可以通过固化剂交联或固化。固化过程是环氧树脂中的环氧基团与固化剂中的反应性基团的化学反应。通过将固化剂化学加成到环氧树脂中，固化将具有相对低分子量的环氧树脂转化为相对高分子量的材料。

多胺是环氧树脂固化剂中最常见，性能最优异的一类固化剂。按种类分多胺固化剂分为脂肪胺，芳香胺，脂肪胺又分为脂肪链胺和脂肪环胺。因为环氧树脂一般都含有大量的芳环结构，也正是因为芳环的刚性决定了环氧树脂有强的机械性能。这也是环氧树脂通常很硬但是也脆的原因。因此，固化剂的结构最好减少使用芳香胺而设计成长链脂肪胺。其中长的烷基链或醚键可以增加环氧树脂的柔韧性，而脂环胺的使用可以增加环氧树脂的光泽度。故目前为了一般采用烷基胺固化剂1,3-BAC,HMDA,HTDA，和脂肪胺的固化剂共同使用，提高柔韧性，但是脂肪胺和脂环胺类固化剂的使用也使环氧树脂的硬度降低，故提供兼具硬度和柔韧性的固化剂是目前发展的方向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种固化剂的制备方法，所述固化剂为单环固化剂E或双环固化剂F；

所述单环固化剂E的结构式如式(1)所示：

n为0或1；R₁为烷基或杂烷基；

所述双环固化剂F的结构式如式(2)所示：

m为0或1，R₂为烷基或杂烷基。

作为本发明一种优选的技术方案，当R₁为烷基时，所述R₁的结构式如式(3)所示：

p为0～19。

作为本发明一种优选的技术方案，当R₁为杂烷基时，所述R₁的结构式如式(4)所示：

M为O、S、NH或PH，R₃为H或甲基，q为1～10。