CN101173036A

CN101173036A - 一种水性腰果壳液固化剂的制备方法

Info

Publication number: CN101173036A
Application number: CNA2006101179387A
Authority: CN
Inventors: 於宁; 马程骏; 陈佳艳
Original assignee: SHANGHAI CHANGFENG CHEMICAL FACTORY OF SHANGHAI COATINGS CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI HUAYI FINE CHEMICAL CO., LTD.
Priority date: 2006-11-03
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2008-05-07
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: CN101173036B

Abstract

水性腰果壳液固化剂组成包括50～65重量％腰果酚、5～10重量％脂肪胺、5～10重量％醛、0.1～1重量％三甲基氨基苯酚、10～15重量％烷基酚聚氧乙烯醚和去离子水(加至总量为100重量％)。具体操作步骤是将腰果酚、醛、脂肪胺在反应容器中于95～105℃反应3～5小时，脱除游离挥发物和水后加入三甲基氨基苯酚，粘度至预定值后，再相继加入C₇、C₈烷烃混合物和烷基酚聚氧乙烯醚，反应1～2小时，加水至100重量％，充分搅拌搅匀、降温至50～60℃即制得水性腰果壳液固化剂。

Description

一种水性腰果壳液固化剂的制备方法

一、技术领域

本发明涉及一种水性腰果壳液固化剂，本发明还涉及该固化剂的制备方法。

二、背景技术

腰果壳液是红棕色粘液，在腰果壳内有一层约3.2mm厚的软蜂窝结构，腰果壳液就存在于其中，其质量约占坚果的67％。作为腰果业的副产品，它是一种农业可回收资源，是天然苯酚的来源。腰果壳液是生产树脂的优良原料。印度、越南、巴西等国是世界上几大腰果出口国，我国种植腰果的历史相对较短，上世纪30年代才从东南亚将腰果引入台湾省和海南省种植，如今，云南、广东、福建、台湾均有栽培，海南岛已成为我国最大的腰果产地。当今，世界腰果市场的需求每年增长7％～10％，国内腰果消费需求的市场空间巨大，国外市场价格坚挺，因此，作为高效特色经济作物的腰果，其行业潜力十分巨大。随着人们发展各种工业原料的需要，腰果壳液被开发出来，作为天然苯酚来源稀少而廉价的资源之一，腰果壳液含有一定量的腰果酚，而且还可回收，因此被认为是通用的而且有价值的原料，尤其适用于配制色漆和清漆，制造铸件芯油产品，橡胶混合物以及用于保护木材等。

从腰果壳液真空蒸馏提取的腰果酚与胺及醛进行Mannich(曼尼希)反应制备环氧树脂的固化剂。油性腰果壳液固化剂报道不少。现有技术U.S.Pat.No6,262,148，July 17，2001.披露非那明固化剂(Phenalkamine)就是由腰果酚和间二甲苯三胺或1，3-双(氨基甲基)环己烷及多聚甲醛于80～100℃反应四小时后，温度升至120℃移去水完成反应，于80～100℃出料。该产品具有胺值295～330mgKOH/g。加得纳色相16和粘度，25℃，3000～14000厘泊。这种固化剂用于双酚A型环氧树脂显示出低温快速固化、适用期长的特点。从环保的角度而言，油性腰果壳液固化剂是需要向水性腰果壳液固化剂转化。低毒、无毒、低温快速固化和适用期长等特点，是环氧粘合剂或涂料当今世界的发展方向。

三、发明内容

本发明的目的就是适应当今人们对涂料、胶粘剂越来越高的环保要求，利用农林副产品的腰果壳液，通过化学改性，制成水性环氧固化剂，与水性环氧乳液配合使用，成为水性环氧树脂固化体系，该体系具有低表面处理、快速重涂、高性能、低成本、低毒性的特点。本发明者们经过多年专门的研究提出了本发明的完整方案。

本发明的水性腰果壳液固化剂组成的重量百分比如下：腰果酚45～65％、脂肪胺5～15％、醛5～10％、三甲基氨基苯酚0.1～1％、C₇和C₈烷烃混合物5～20％、烷基酚聚氧乙烯醚0.5～5％和去离子水加至100％。其中腰果酚50～65％，脂肪胺5～10％和C₇和C₈烷烃混合物10～15％为更好。水性腰果壳液固化剂的制备步骤是按配比将腰果酚、醛、脂肪胺投入反应容器中于95～105℃加热反应3～5小时，常压脱水，真空脱除游离的挥发物后，加入三甲基氨基苯酚，待粘度符合9500～10000mpa·s要求后，按配比加入C₇和C₈烃的混合物，搅拌混合均匀后加入烷基酚聚氧乙烯醚，反应1～2小时后加水至100重量％，充分搅拌均匀，降温至50～60℃，即制得水性腰果壳液固化剂。

本发明所述的脂肪胺是从乙二胺、三乙胺、二乙烯三胺中任选一种。

本发明所述的醛是从甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛中任选一种。

本发明所述的三甲基氨基苯酚是从2，4，6-三甲基氨基苯酚、2，3，5-三甲基氨基苯酚中任选一种。

本发明所述的C₇和C₈烷烃混合物是庚烷和二甲基环己烷的混合物，C₇和C₈混合比例可以是任意比例，可以从市场上直接购买D-65溶剂使用。

本发明所述的烷基酚聚氧乙烯醚是从辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中任选一种。

按照本发明制备水性腰果壳液固化剂具有低分子量脂肪胺体系的硬度和优良的化学腐蚀性能，又具有低分子量聚酰胺适用期长、韧性良好和低毒性能，还具有一般酚醛胺体系的快速固化和优良的附着力。它和环氧的组成物对涂装表面要求不高，有轻微锈蚀仍能正常施工，满足重防腐涂料的防腐性能要求。本发明制备的水性腰果壳液固化剂的具体性能指标如下：

外观：橘红色粘稠状液体；

固含量：60～70％；

胺值：150～180mgKOH/g；

活泼氢个数：3；

粘度：9500～10000mpa·s；

纯度：≥50％。

该水性腰果壳液固化剂用于制备水性环氧防锈漆，取得良好效果，其冲击强度50kg·cm，附着力1级，在盐水中浸泡250小时不起泡、不膨胀、不渗色，硬度0.53～0.6。

四、具体实施方式：

为了更好地实施本发明，特举最佳实施例说明之，但不是对本发明的限制。

实施例1

把腰果酚53g、甲醛7g、乙二胺7g盛入反应器中于100℃反应四小时，常压脱水、真空脱除游离挥发物，加入2，4，6-三甲基氨基苯酚0.5g，待粘度符合要求后，加入庚烷和二甲基环己烷混合物13g，搅拌均匀后加入辛基酚聚氧乙烯醚3g，搅拌1.5小时后加水16.3ml，充分搅拌均匀后降温至55℃，限制得水性腰果壳液固化剂，放入桶内待用。产品为橘红色粘稠状液体、固含量为66.2％、胺值164mgKOH/g、活泼氢个数3个、粘度9840mpa·s、纯度54.6％。

实施例2

该反应物料为腰果酚65g、乙醛10g、三乙胺5g、2，3，5-三甲基氨基苯酚1g、D-65溶剂10g、壬基酚聚氧乙烯醚0.5g和水8.5g，于105℃脱水、脱挥发份3小时，加入壬基酚聚氧乙烯醚后搅拌1小时，降温至60℃放入桶内。其它操作步骤和实施例1一样。质量指标除固含量为60％、胺值150mgKOH/g、粘度9500 mpa·s外其它指标和实施例1一样。

实施例3

该反应物料为腰果酚50g、多聚甲醛5g、二乙烯三胺10g、2，4，6-三甲基氨基苯酚0.1g、D-65溶剂15g、辛基酚聚氧乙烯醚5g和水14.9g，于95℃脱水、脱挥发份5小时，加入辛基酚聚氧乙烯醚后搅拌2小时，降温至50℃放入桶内。其它操作步骤和实施例1一样。质量指标除固含量为70％、胺值180mgKOH/g、粘度10000mpa·s外其它指标和实施例1一样。

Claims

1.一种水性腰果壳液固化剂的制备方法，特征在于其组成重量百分比如下：

腰果酚 45～65％

脂肪胺 5～15％

醛 5～10％

三甲基氨基苯酚 0.1～1％

C₇和C₈烷烃混合物 5～20％

烷基酚聚氧乙烯醚 0.5～5％和

去离子水加至 100％

操作步骤是按配比将腰果酚、醛、脂肪胺投入反应容器中于95～105℃加热反应3～5小时，常压脱水，真空脱除游离的挥发物后，加入三甲基氨基苯酚，待粘度符合9500～10000mpa·s要求后，按配比加入C₇和C₈混合烃，搅拌混合均匀后加入烷基酚聚氧乙烯醚，反应1～2小时后加水至100重量％，充分搅匀，降温至50～60℃，即制得水性腰果壳液固化剂。

2.根据权利要求1的一种水性腰果壳液固化剂的制备方法，特征在于所述的腰果酚、脂肪胺和C₇和C₈烷烃混合物的组成重量百分比是：腰果酚50～65％，脂肪胺5～10％和C₇和C₈烷烃混合物10～15％。

3.根据权利要求1的一种水性腰果壳液固化剂的制备方法，特征在于所述的脂肪胺是从乙二胺、三乙胺、二乙烯三胺中任选一种。

4.根据权利要求1的一种水性腰果壳液固化剂的制备方法，特征在于所述的醛是从甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、戊醛中任选一种。

5.根据权利要求1的一种水性腰果壳液固化剂的制备方法，特征在于所述的三甲基氨基苯酚是从2，4，6-三甲基氨基苯酚、2，3，5-三甲基氨基苯酚中任选一种。

6.根据权利要求1的一种水性腰果壳液固化剂的制备方法，特征在于所述的C₇和C₈烷烃混合物是庚烷和二甲基环己烷的混合物。

7.根据权利要求1的一种水性腰果壳液固化剂的制备方法，特征在于所述的烷基酚聚氧乙烯醚是从辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中任选一种。