[发明专利]含马来酰亚胺结构的环氧固化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含马来酰亚胺结构环氧固化剂及其制备方法，本发明的含马来酰亚胺结构环氧固化剂，由具有如下结构通式的组分按照任意比例组成，其中n＝0、1、2、3或4，R基团是脂肪胺中除去两端氨基的基团。一种含马来酰亚胺结构环氧固化剂的制备方法，由摩尔比为1.0:0.3‑1.6的脂肪胺和顺丁烯二酸酐反应而成。本发明制备了一种新的固化剂，该固化剂无毒，马来酰亚胺与固化剂组分相容性好，制得的固化剂耐热性好，且其生成的小分子聚酰胺结构有利于增加环氧树脂固化物的柔韧性和粘接性，具有良好的综合性能。

技术领域

本发明涉及含马来酰亚胺结构的环氧固化剂及其制备方法。

背景技术

未固化的环氧树脂是热塑性低聚物，在室温和一般加热时都不会固化，无法满足使用需求，只有将其通过固化剂转化为三维网状结构的热固性聚合物，才能够具有优良的性能和真正的实用价值。环氧树脂应用技术的发展与固化剂的结构、规格和质量密切相关，运用固化剂实现环氧树脂理想的应用效果，是配方设计的主要任务。

脂肪胺化合物是最简单也是最常见的固化剂，其成本低廉、反应活性高，可室温快速固化环氧树脂。但其固化物的耐热性普遍较差，无法适用于高温胶黏剂和耐热性部件铸造等领域。芳香胺或有机酸酐类固化剂虽然能够提升固化物的耐热性，但此两类固化剂在室温下固化缓慢，甚至无法完全固化树脂，需高温加热才能使用。为了解决以上提及的不足之处，可采用多种方法对多胺进行改性，制得强度高、毒性低、易使用、用途广的改性胺固化剂。与此同时，固化剂的改性也一直是环氧树脂领域的研究热点。

含酰亚胺结构的化合物具有较高的耐热性能，将这类化合物引入环氧树脂体系可以有效地改善固化物在高温下的强度。比如在胺的存在下，马来酰亚胺 (一种酰亚胺)受热后能够打开双键发生聚合，且胺可与打开的双键进行加成而生成互穿网络，以此提高聚合物的力学强度和耐热性能。将双马来酰亚胺与脂肪胺或芳香胺固化剂在环氧树脂体系共混使用，是提高聚合物及其塑料耐热性的常用方法。双马来酰亚胺的耐热性虽好，其较差的相容性和溶解性却使得其工艺性较差。

考虑到将马来酰亚胺结构直接引入至固化剂分子中能够提高固化物的耐热性、减少工艺流程并保留脂肪胺的低温固化活性，在此提出一种含马来酰亚胺结构环氧固化剂的合成方法。

发明内容

本发明提供一种含马来酰亚胺结构环氧固化剂及其制备方法。本发明的含马来酰亚胺结构环氧固化剂中马来酰亚胺与固化剂组分相容性好，而且耐热性好。

本发明通过以下技术方案实现：

一种含马来酰亚胺结构环氧固化剂，由具有如下结构通式的组分按照任意比例组成，

其中n＝0、1、2、3或4，R基团是脂肪胺中除去两端氨基的基团。

一种含马来酰亚胺结构环氧固化剂的制备方法，由摩尔比为1.0:0.3-1.6 的脂肪胺和顺丁烯二酸酐反应而成。反应通式如下，R基团是脂肪胺中除去两端氨基的基团：

具体地，一种含马来酰亚胺结构环氧固化剂的制备方法，主要包括以下步骤：

(一)将顺丁烯二酸酐加入反应器中，然后在温度为30-50℃下加入乙酸，并在工业氮气保护下搅拌2-3分钟，所述的顺丁烯二酸酐与乙酸的质量比例为1.0:3.0-10.0。

(二)在反应器二中加入乙酸，然后温度为0-50℃下滴加脂肪胺得到脂肪胺乙酸溶液，所述的脂肪胺乙酸溶液中乙酸与脂肪胺的质量比例为1.0: 3.0-10.0，滴加脂肪胺的滴速为2-3滴/秒。

(三)将步骤(二)所得的脂肪胺乙酸溶液滴入温度为30-50℃的步骤(一) 得到的产物中，然后在30-50℃下继续保温1-2小时；滴速为2-3滴/秒。步骤 (一)中顺丁烯二酸酐步骤(二)中的脂肪胺的摩尔比为0.3-1.6:1.0；

(四)然后升高温度至80-100℃，并保温6-12小时；