CN101508764A - 环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂及其制备方法，涉及一种酚醛胺环氧树脂固化剂，该产品是一种适用于低温潮湿施工低粘度的环氧树脂固化剂。本固化剂主要组分的重量百分比是：苯酚36～45，长链酚5～8，甲醛溶液18～22，乙烯多胺20～25，4，4’－二氨基二苯基甲烷3.5～5.5，多苯基多氨基甲烷1.5～2.5。本发明采用常压反应的方式，避免了高温高压合成的风险；生产方法简单；由于本固化剂活性高、粘度低、施工良好、强度较高，能及时解决环氧树脂低温固化慢，后期强度低的缺点。且用此种固化剂固化环氧树脂得到的固化物克服了一般酚醛胺的脆性的缺点。适用于在建筑加固、桥梁加固、密封粘接、水利工程、防腐涂料等领域。

Description

环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂固化剂，尤其涉及一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂及其制备方法，该产品是一种适用于低温潮湿施工低粘度的环氧树脂固化剂。

背景技术

环氧树脂的发明曾经历了相当长的历史时期。1947年美国Devoe-Raynolds公司第一次进行了具有工业生产价值的环氧树脂的制造。不久瑞士Ciba公司、美国Shell公司以及De Chemical公司都开始了环氧树脂的工业化生产及应用开发工作。我国的环氧树脂开发始于1956年，在沈阳、上海两地首先获得成功。1958年上海开始工业化生产。经过40余年的奋斗，我国环氧树脂生产和应用得到了迅速发展，目前生产厂家已有100余家。但是以生产规模、产品质量、品种等方面和世界先进水平相比差距还很大，必须用跳跃式发展模式，向着规模化、高纯化、精细化、专用化、系列化、功能化等方向发展，才能满足各行各业对环氧树脂的需求。

由于环氧树脂酚醛胺固化剂按一般方法改性后，配制的胶粘剂脆性大，后期强度低，而影响了在低温潮湿环境中的施工应用。

为了开发适宜低温潮湿环境中的施工的环氧固化剂是建筑加固、桥梁加固、密封粘接、水利工程、防腐涂料等市场的迫切需要，不但可以解决低温潮湿施工，而且可以得到高强度性能，达到相关技术标准。

发明内容

本发明的目的在于改变传统合成思路，在反应中引进了长链结构，克服现有酚醛胺存在脆性的缺点和不足，提供一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一、一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂(简称固化剂)

1、组分

本固化剂主要是苯酚、长链酚、甲醛溶液、乙烯多胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷和多苯基多氨基甲烷的反应物。

2、组分的重量百分比是：

苯酚                      36～45，

长链酚                    5～8，

甲醛溶液                  18～22，

乙烯多胺                  20～25，

4，4’-二氨基二苯基甲烷   3.5～5.5，

多苯基多氨基甲烷          1.5～2.5。

重量百分比验证：

各组分的下限之和小于100％，各组分的上限之和大于100％；

每一组分的下限与其它组分的上限之和大于或等于100％；

每一组分的上限与其它组分的下限之和小于或等于100％。

由此可见，上述组分的重量百分比符合要求。

3、功能和用途

苯酚、甲醛溶液的功能是：提供酚羟基结构；

长链酚的功能是：提供韧性基团；

乙烯多胺的功能是：提供活性氨基结构；

4，4’-二氨基二苯基甲烷、多苯基多氨基甲烷的功能是：提高分子量，对主体反应结构起增强作用。

本固化剂的功能是：

能够在低温潮湿环境中的施工，解决了胶粘剂脆性大和后期强度低的难题。

本固化剂的用途是：

可用在建筑加固、桥梁加固、密封粘接、水利工程、防腐涂料等行业；15℃/30d充分固化后强度均高于国家标准(GB50367-2006混凝土结构加固设计规范，修补胶安全性能指标)。

二、一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂的制备方法(简称本制备方法)

本制备方法包括下列步骤：

①按上述比例取熔化的苯酚、长链酚、甲醛溶液置于反应釜中搅拌，在夹套冷却的条件下，慢慢滴加乙烯多胺，控温40℃以下，直至滴加完乙烯多胺；

②分批加入4，4’-二氨基二苯基甲烷、多苯基多氨基甲烷，尔后升温；

③当釜内温度达到100～110℃时，釜内开始有水及小分子生成，保温反应1小时，对馏出管进行冷却，接收水及小分子；

④继续升温，控制釜内温度110～130℃出馏物；

⑤通过夹套对反应釜进行冷却，当釜内温度60～80℃经200目不锈钢网过滤，包装入库。

本发明具有下列优点和积极效果：

①采用常压反应的方式进行合成，避免了高温高压合成的风险；

②生产方法简单；

③合成物无明显刺激性气味，属于低毒产品。

④由于本固化剂能够在低温潮湿环境中的施工，解决了胶粘剂脆性大和后期强度低的难题。扩大了建筑加固、桥梁加固、密封粘接、水利工程、防腐涂料等领域的应用范围。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明。

一、附加说明

所述长链酚为腰果酚、壬基酚中的1～2种；

所述乙烯多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的1～3种。

二、实施例

实施例1

(1)建筑及桥梁加固胶粘剂组分(重量百分比)

CYD128(环氧树脂)           100

EPG660(活性稀释剂)         15

气相二氧化硅(增稠剂)       1～3

本固化剂                   35

填料(硅微粉、碳酸钙等)     15～30

KH-550(偶联剂)             1

DMP-30(促进剂)             0.5～1.5

色素(调色剂)               0.5～2.0

(2)制备方法

按配方量称取CYD128、EPG660、气相二氧化硅，搅拌均匀，然后加入填料、KH-550，搅拌均匀，最后加入本固化剂、DMP-30及色素，搅匀后进行工程施工。

实施例2

(1)密封胶粘剂组分(重量百分比)

CYD128(环氧树脂)             50

E-44(环氧树脂)               50

EPG660(活性稀释剂)           5

气相二氧化硅(增稠剂)         1～4

本固化剂                     35

填料(硅微粉、碳酸钙等)       0～50

KH-550(偶联剂)               1

DMP-30(促进剂)               0.5～1.5

色素(调色剂)                 0～2

(2)制备方法

按配比称取CYD128、E-44、EPG660、气相二氧化硅，搅拌均匀，然后加入填料、KH-550，搅拌均匀，最后加入本固化剂、DMP-30及色素，搅匀后进行密封粘接。

三、效果验证

根据实施例1制备的建筑及桥梁加固胶粘剂的力学性能试验(见表1所示)

表1  用本固化剂制备修补胶的力学性能

以GB50367-2006混凝土结构加固设计规范中修补胶为例：

Claims (4)

1、一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂，其特征在于：

是苯酚、长链酚、甲醛溶液、乙烯多胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷和多苯基多氨基甲烷的反应物；

主要组分的重量百分比是：

苯酚                        36～45，

长链酚                      5～8，

甲醛溶液                    18～22，

乙烯多胺                    20～25，

4，4’-二氨基二苯基甲烷     3.5～5.5，

多苯基多氨基甲烷            1.5～2.5。

2、按权利要求1所述的一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂，其特征在于：

所述长链酚为腰果酚、壬基酚中的1～2种。

3、按权利要求1所述的一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂，其特征在于：

所述乙烯多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的1～3种。

4、按权利要求1所述的一种环氧树脂用高性能酚醛胺固化剂的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

①按上述比例取熔化的苯酚、长链酚、甲醛溶液置于反应釜中搅拌，在夹套冷却的条件下，慢慢滴加乙烯多胺，控温40℃以下，直至滴加完乙烯多胺；

②分批加入4，4’-二氨基二苯基甲烷、多苯基多氨基甲烷，尔后升温；

③当釜内温度达到100～110℃时，釜内开始有水及小分子生成，保温反应1小时，对馏出管进行冷却，接收水及小分子；

④继续升温，控制釜内温度110～130℃出馏物；

⑤通过夹套对反应釜进行冷却，当釜内温度60～80℃经200目不锈钢网过滤，包装入库。