[发明专利]一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法和应用

说明书

本申请实施例提供一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法和应用，涉及涂料领域。本申请实施例的非离子型水性环氧固化剂包括以下组分：改性三聚氰胺和改性剂，改性三聚氰胺是经改性剂改性后的三聚氰胺；改性剂包括二缩水甘油醚衍生物、有机脂肪胺和具有双环氧基团的疏水化合物。通过改性剂对三聚氰胺进行改性，然后用该改性三聚氰胺制备的非离子型水性环氧固化剂，得到的非离子型水性环氧固化剂具有良好的防腐性能，且制备成本低。

技术领域

本申请涉及涂料领域，具体而言，涉及一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前的涂料的主要成分包括环氧固化剂和环氧乳液，环氧固化剂与环氧乳液发生交联反应，形成网络状的空间结构后能使得涂料拥有良好的综合性能。环氧固化剂作为涂料中的核心技术，其组成和结构对涂膜的物理化学性能起决定性作用。为保护环境，现在通常使用非离子型水性环氧固化剂与环氧乳液反应制备无溶剂的水性环氧涂料。

非离子型水性环氧固化剂主要包括以下成分：1、胺：其具有活泼氢，能与环氧基发生交联反应，形成网络状的空间结构，从而使涂料拥有良好的综合性能，胺是环氧固化剂的核心，对涂料的性能起到决定性的作用；2、亲水剂：其能改善固化剂亲油亲水性,使之达到极性平衡，是实现环氧固化剂水性化的根本；3、环氧树脂：用来提高固化剂与环氧乳液的相容性；4、封端剂：用于把多余的伯胺封闭。

现有的非离子型水性环氧固化剂中，通常会大量使用间苯二甲胺、异佛尔酮二胺、己二胺、1,3-环己二甲胺之类的胺制备非离子型水性固化剂，这些胺的价格较贵，这导致了非离子型水性环氧固化剂成本较高；固化剂中亲水剂使用大分子量的亲水树脂，容易降低水性环氧固化剂的防腐性能。因此，设计一种成本低、防腐性能好的非离子型水性环氧固化剂，是目前急需解决的问题。

发明内容

本申请实施例可以提供一种非离子型水性环氧固化剂及其制备方法和应用，得到的非离子型水性环氧固化剂的防腐性能好、成本低。

第一方面，本申请实施例提供了一种非离子型水性环氧固化剂，包括以下组分：改性三聚氰胺和改性剂，改性三聚氰胺是经改性剂改性后的三聚氰胺；改性剂包括二缩水甘油醚衍生物、有机脂肪胺和具有双环氧基团的疏水化合物。

现有技术中，三聚氰胺虽然廉价，但其本身难溶于水和丙酮、醚类等部分有机溶剂，几乎不作为非离子型水性环氧固化剂的主要组分。而本申请中，发明人发现，可以对三聚氰胺上多个氨基官能团进行改性，使其能作为主要组分用于非离子型水性环氧固化剂中，也能降低非离子型水性环氧固化剂的成本。

发明人还发现，三聚氰胺反应活性强，活性基团多，即使改性后，仍可较为快速的固化环氧乳液；三聚氰胺本含氮量较高，因此改性后的三聚氰胺用于非离子型水性环氧固化剂时，能降低非离子型水性环氧固化剂的活泼氢当量；改性后的三聚氰胺仍具有刚性结构，可提高非离子型水性环氧固化剂的玻璃态转化温度。

改性剂一方面可以对三聚氰胺进行改性，另一方面能与改性三聚氰胺联用，配置防腐性能好的非离子型水性环氧固化剂。本申请中的二缩水甘油醚衍生物能将亲水性的有机脂肪胺和三聚氰胺链接起来，以对三聚氰胺进行改性，调节其亲水亲油平衡值，进而调节非离子型水性环氧固化剂的亲水亲油平衡值；而且具有双环氧基团的疏水化合物也可以开环后连接在有机脂肪胺的碳链上，能提高非离子型水性环氧固化剂与环氧乳液的相容性。

在一种可能的实现方式中，三聚氰胺和二缩水甘油醚衍生物的摩尔比为1:3～4；三聚氰胺和有机脂肪胺的摩尔比为1:3～4；三聚氰胺和具有双环氧基团的疏水化合物的摩尔比为1:3～4。

在上述技术方案中，特定量的二缩水甘油醚衍生物、有机脂肪胺和具有双环氧基团的疏水化合物一方面能对三聚氰胺进行修饰，使其适用于非离子型水性环氧固化剂，另一方面还能与改性三聚氰胺联用。

在一种可能的实现方式中，二缩水甘油醚衍生物的结构通式为其中2≤n≤10。