一种高粘结性环氧树脂固化剂及其制备方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811227400.0
(22)申请日 2018.10.22
(71)申请人 南京中赢纳米新材料有限公司
地址 210008 江苏省南京市化学工业园区
宁六路606号3119室
(72)发明人 王奇　苏杨　
(74)专利代理机构 江苏舜点律师事务所 32319
代理人 徐旭栋
(51)Int.Cl.
C08G 59/62(2006.01)
(54)发明名称一种高粘结性环氧树脂固化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开一种高粘结性环氧树脂固化剂，按质量份包括：苯酚40份~45份，甲醛20份~25份，乙二胺7份~10份，叔丁基苯酚5份~8份，正丁醇缩水甘油醚10份~15份，聚丙二醇缩水甘油醚5份~10份，添加剂5份~10份。

其制作方法如下：向搅拌的苯酚中加入甲醛，在50℃温度条件下缓缓加入乙二胺反应；脱水后依次加入对叔丁基苯酚、正丁醇缩水甘油醚、聚丙二醇缩水甘油醚，保温反应；最后加入添加剂反应。

本发明能够增加环氧树脂固化剂的粘结性，增加氧树脂固化剂的耐候性，可以在低温和水下固化，固化时间短，韧性好，不易受到环境影响，保持优良的粘结性，适用范围广，
值得推广使用。

权利要求书1页 说明书4页CN 111072928 A 2020.04.28
C N 111072928
A
1.一种高粘结性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述高粘结性环氧树脂固化剂按质量份包括：苯酚40份~45份，甲醛20份~25份，乙二胺7份~10份，叔丁基苯酚5份~8份，正丁醇缩水甘油醚10份~15份，聚丙二醇缩水甘油醚5份~10份，添加剂5份~10份。

2.根据权利要求1所述的一种高粘结性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述添加剂按质量份包括非活性稀释剂5份~10份、活性增韧剂3份~5份、偶联剂1份~5份和填料0.5份~1份。

3.根据权利要求2所述的一种高粘结性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述非活性稀释剂为邻苯二甲酸二辛脂，所述活性增韧剂为聚乙烯醇缩醛，所述偶联剂为Y -氨丙基三乙氧基硅烷，所述填料为硅酸铝。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，制作方法步骤如下：
步骤一：室温下按质量份在反应瓶内加入苯酚40份~45份启动搅拌，搅拌的速度控制在150~200r/min；
步骤二：室温下加入甲醛20份~25份，反应20~30分钟，持续不断搅拌，搅拌的速度控制在200~250r/min；
步骤三：在50℃温度条件下缓缓加入乙二胺7份~10份，加乙二胺时反应放热，加完乙二胺后反应40~45分钟，之后再加热至105-110℃反应5小时；
步骤四：然后在80-110℃温度时脱水，在80-110℃温度条件时加入对叔丁基苯酚5份~8份，继续保温2~3小时，80~90℃温度时加入正丁醇缩水甘油醚10份~15份、聚丙二醇缩水甘油醚5份~10份，保温1~1.5小时；
步骤五：再加入添加剂5份~10份，反应1~1.5小时，之后再降温至60~65℃出料。

5.根据权利要求4所述的一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中加入乙二胺时温度不能超过85℃，需进行适当散热降温，可以用冷毛巾包裹反应瓶，保证温度不能超过85℃。

6.根据权利要求4所述的一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，步骤三中加热升温可以采用水浴加热的方式对反应瓶进行升温，使得反应瓶中的温度为50℃。

7.根据权利要求4所述的一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中加入添加剂时，可以先将非活性稀释剂、活性增韧剂、偶联剂和填料混合再加入，控制温度在80~90℃。

权　利　要　求　书1/1页CN 111072928 A
一种高粘结性环氧树脂固化剂及其制备方法技术领域
[0001]本发明涉及一种高粘结性环氧树脂固化剂及其制备方法，属于环氧树脂领域。

背景技术
[0002]环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物，由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂，双酚A型环氧树脂不仅产量最大，品种最全，而且新的改性品种仍在不断增加，质量正在不断提高，环氧树脂的使用离不开固化剂，环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中，使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂，包括多种类型，环氧地坪多用于地下车库地面，价格便宜实用，但是也有危害，胺类固化剂毒性是比较强的，伯胺、仲胺的刺激性比叔胺强，芳香胺毒性比脂肪胺大，如间苯二胺的毒性比二乙烯三胺毒性强10倍，吡啶、哌嗪能引起肝脏和肾脏的损伤，具有较大的全身毒性，酸酐类固化剂易引起皮炎，而经口毒性比较小，而且对皮肤、黏膜的刺激作用，固化剂的毒害，更为重要的是体现在对皮肤和黏膜的刺激性上，因为胺是有机碱，能溶于水和脂肪，所以也能在皮肤的脂肪中溶解、浸透，引起皮炎，长时间的刺激，易导致泛发性强皮炎症，出现点状红斑，形成水泡，开裂甚至形成片状剥落，以致于组织坏死，常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化，常温或低温固化一般选用胺类固化剂，加温固化则常用酸酐、芳香类固化剂。

[0003]现有的环氧树脂固化剂不能够使得环氧树脂具有较高的粘结性，因为耐候性较差，环氧树脂中所含有的成分很容易气化、挥发、被溶剂萃取以至于迁移至材料表面损失，从而降低了材料的粘结性，进而大大降低了材料的使用寿命。

发明内容
[0004]本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高粘结性环氧树脂固化剂及其制备方法，以解决现有现有的环氧树脂固化剂不能够使得环氧树脂具有较高的粘结性的问题。

[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高粘结性环氧树脂固化剂，所述高粘结性环氧树脂固化剂按质量份包括：苯酚40份~45份，甲醛20份~25份，乙二胺7份~10份，叔丁基苯酚5份~8份，正丁醇缩水甘油醚10份~15份，聚丙二醇缩水甘油醚5份~10份，添加剂5份~10份。

[0006]本发明进一步设置为，所述添加剂按质量份包括非活性稀释剂5份~10份、活性增韧剂3份~5份、偶联剂1份~5份和填料0.5份~1份。

[0007]本发明进一步设置为，所述非活性稀释剂为邻苯二甲酸二辛脂，所述活性增韧剂为聚乙烯醇缩醛，所述偶联剂为Y -氨丙基三乙氧基硅烷，所述填料为硅酸铝。

[0008]本发明还提供了高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：室温下按质量份在反应瓶内加入苯酚40份~45份启动搅拌，搅拌的速度控制在
150~200r/min；
步骤二：室温下加入甲醛20份~25份，反应20~30分钟，持续不断搅拌，搅拌的速度控制在200~250r/min；
步骤三：在50℃温度条件下缓缓加入乙二胺7份~10份，加乙二胺时反应放热，加完乙二胺后反应40~45分钟，之后再加热至105-110℃反应5小时；
步骤四：然后在80-110℃温度时脱水，在80-110℃温度条件时加入对叔丁基苯酚5份~8份，继续保温2~3小时，80~90℃温度时加入正丁醇缩水甘油醚10份~15份、聚丙二醇缩水甘油醚5份~10份，保温1~1.5小时；
步骤五：再加入添加剂5份~10份，反应1~1.5小时，之后再降温至60~65℃出料。

[0009]本发明进一步设置为，步骤三中加入乙二胺时温度不能超过85℃，需进行适当散热降温，可以用冷毛巾包裹反应瓶，保证温度不能超过85℃。

[0010]本发明进一步设置为，步骤三中加热升温可以采用水浴加热的方式对反应瓶进行升温，使得反应瓶中的温度为50℃。

[0011]本发明进一步设置为，步骤五中加入添加剂时，可以先将非活性稀释剂、活性增韧剂、偶联剂和填料混合再加入，控制温度在80~90℃。

[0012]本发明进一步设置为，所述反应瓶为四口瓶，所述称量装置为电子秤。

[0013]综上所述，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明能够增加环氧树脂固化剂的粘结性，使得氧树脂固化剂具有优异的耐候性，可以在低温和水下固化，固化时间短，大大缩短了工程的进度，增加了使用者的工作效率，而且韧性好，不易受到环境影响，保持优良的粘结性，适用范围广，值得推广使用。

[0014]（2）通过非活性稀释剂的设置，能够改善工艺性能，有利于环氧树脂的加工和处理，通过活性增韧剂的设置，能够使得环氧树脂具有固化物延伸率高、韧性好、脆性小的特点，能够承受较大的内应力或外应力，环氧树脂不易开裂，延长了环氧树脂的使用寿命，通过偶联剂的设置，能够增加环氧树脂的强度和耐湿热老化性能，通过填料的设置，能够环氧树脂的增加吸湿热稳定性，延迟了环氧树脂的使用寿命。

具体实施方式
[0015]下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0016]实施例1
一种高粘结性环氧树脂固化剂，该高粘结性环氧树脂固化剂按质量份包括：苯酚45份，甲醛20份，乙二胺7份，叔丁基苯酚5份，正丁醇缩水甘油醚12份，聚丙二醇缩水甘油醚10份，添加剂8份。

[0017]其中，添加剂按质量份包括邻苯二甲酸二辛脂8份、聚乙烯醇缩醛3份、Y -氨丙基三乙氧基硅烷5份和硅酸铝0.6份。

[0018]本发明还提供了一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：室温下设定好的配比在反应瓶内加入苯酚，启动搅拌，搅拌速度控制在200r/
min；
步骤二：室温下加入甲醛，反应20分钟，持续不断搅拌，搅拌的速度控制在200r/min；
步骤三：在50℃温度条件下缓缓加入乙二胺，加乙二胺时反应放热，加完乙二胺后反应41分钟，之后再加热至110℃反应5小时；
步骤四：然后在110℃温度时脱水，加入对叔丁基苯酚，继续保温2小时，82℃温度时加入正丁醇缩水甘油醚和聚丙二醇缩水甘油醚，保温1小时；
步骤五：再加入添加剂，反应1小时控制温度在80℃，之后再降温至62℃出料。

[0019]实施例2
一种高粘结性环氧树脂固化剂，该高粘结性环氧树脂固化剂按质量份包括：苯酚40份，甲醛25份，乙二胺8份，叔丁基苯酚6份，正丁醇缩水甘油醚14份，聚丙二醇缩水甘油醚5份，添加剂6份。

[0020]其中，添加剂按质量份包括邻苯二甲酸二辛脂6份、聚乙烯醇缩醛3.5份、Y-氨丙基三乙氧基硅烷1份和硅酸铝0.5份。

[0021]本发明还提供了一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一：室温下设定好的配比在反应瓶内加入苯酚，启动搅拌，搅拌速度控制在150r/ min；
步骤二：室温下加入甲醛，反应30分钟，持续不断搅拌，搅拌的速度控制在220r/min；
步骤三：在50℃温度条件下缓缓加入乙二胺，加乙二胺时反应放热，加完乙二胺后反应40分钟，之后再加热至105-110℃反应5小时；
步骤四：然后在100℃温度时脱水，加入对叔丁基苯酚，继续保温2小时，80℃温度时加入正丁醇缩水甘油醚和聚丙二醇缩水甘油醚，保温1.5小时；
步骤五：再加入添加剂，反应1.5小时控制温度在82℃，之后再降温至64℃出料。

[0022]实施例3
一种高粘结性环氧树脂固化剂，该高粘结性环氧树脂固化剂按质量份包括：苯酚42份，甲醛22份，乙二胺9份，叔丁基苯酚7份，正丁醇缩水甘油醚15份，聚丙二醇缩水甘油醚8份，添加剂5份。

[0023]其中，添加剂按质量份包括邻苯二甲酸二辛脂4份、聚乙烯醇缩醛2份、Y-氨丙基三乙氧基硅烷2份和硅酸铝0.9份。

[0024]本发明还提供了一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一：室温下设定好的配比在反应瓶内加入苯酚，启动搅拌，搅拌速度控制在170r/ min；
步骤二：室温下加入甲醛，反应22分钟，持续不断搅拌，搅拌的速度控制在250r/min；
步骤三：在50℃温度条件下缓缓加入乙二胺，加乙二胺时反应放热，加完乙二胺后反应43分钟，之后再加热至107℃反应5小时；
步骤四：然后在80-110℃温度时脱水，加入对叔丁基苯酚，继续保温2.5小时，90℃温度时加入正丁醇缩水甘油醚和聚丙二醇缩水甘油醚，保温1.5小时；
步骤五：再加入添加剂，反应1.5小时控制温度在86℃，之后再降温至65℃出料。

[0025]实施例4
一种高粘结性环氧树脂固化剂，该高粘结性环氧树脂固化剂按质量份包括：苯酚44份，
甲醛24份，乙二胺10份，叔丁基苯酚8份，正丁醇缩水甘油醚10份，聚丙二醇缩水甘油醚6份，添加剂10份。

[0026]其中，添加剂按质量份包括邻苯二甲酸二辛脂10份、聚乙烯醇缩醛5份、Y-氨丙基三乙氧基硅烷4份和硅酸铝1份。

[0027]本发明还提供了一种高粘结性环氧树脂固化剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一：室温下设定好的配比在反应瓶内加入苯酚，启动搅拌，搅拌速度控制在185r/ min；
步骤二：室温下加入甲醛，反应26分钟，持续不断搅拌，搅拌的速度控制在240r/min；
步骤三：在50℃温度条件下缓缓加入乙二胺，加乙二胺时反应放热，加完乙二胺后反应45分钟，之后再加热至105℃反应5小时；
步骤四：然后在100℃温度时脱水，加入对叔丁基苯酚，继续保温2.5小时，80℃温度时加入正丁醇缩水甘油醚和聚丙二醇缩水甘油醚，保温1小时；
步骤五：再加入添加剂，反应1小时控制温度在90℃，之后再降温至60℃出料。

[0028]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。