CN103145952A - 一种腰果壳油改性混胺固化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种腰果壳油改性混胺固化剂及其制备方法，包括一个分别称取混胺、多聚甲醛和腰果酚重量的步骤，混胺、多聚甲醛和腰果酚的摩尔比为0.6~1.5∶0.6~1.5∶0.8~1.2，还包括一个由混胺和多聚甲醛二者先进行羟醛缩合反应的步骤，反应掉一部分混胺中醇胺的羟基后，再加入腰果酚进行曼尼西反应，从而制备出腰果壳油改性混胺固化剂。本发明采用提纯后的腰果酚经Mannich反应，加入多聚甲醛，混胺进行改性，可获得低毒、快速固化的新型固化剂。

Description

一种腰果壳油改性混胺固化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及化学领域，尤其涉及有机化学，特别涉及固化剂，具体的是一种腰果壳油改性混胺固化剂及其制备方法。
背景技术：
固化剂是生产环氧树脂制品的重要原料。为了降低固化剂在生产和使用过程中的毒性及环境污染，同时减轻废弃环氧树脂制品的环境污染，现有技术中广泛采用无毒或低毒的改性胺取代初级的多烯多胺、芳香胺作为生产环氧树脂制品的固化剂。但是，采用改性胺作为固化剂的环氧树脂制品光泽不理想，颜色不稳定，施工时受潮湿影响大，机械性不理想，价质比不高。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种腰果壳油改性混胺固化剂，所述的这种腰果壳油改性混胺固化剂要解决现有技术中采用改性胺作为固化剂的环氧树脂制品光泽不理想，颜色不稳定，施工时受潮湿影响大，机械性不理想，价质比不高的技术问题。
本发明的这种腰果壳油改性混胺固化剂，由结构式(1)
Figure BDA0000122971250000011
结构式(2)、
Figure BDA0000122971250000021
结构式(3)
和结构式(4)
Figure BDA0000122971250000023
组成，所述的结构式(1)表示的物质、结构式(2)表示的物质、结构式(3)表示的物质和结构式(4)表示的物质的重量比为33～36∶10～12∶19～21∶30～33。
具体的，所述的结构式(1)表示的物质命名为亚甲基化2-氨基乙醇-腰果酚，结构式(2)表示的物质命名为亚甲基化N-氨乙基哌嗪-腰果酚，结构式(3)表示的物质命名为亚甲基化三乙烯四胺-腰果酚，结构式(4)表示的物质命名为亚甲基化多乙烯多胺-腰果酚。
进一步的，所述的结构式(1)表示的物质、结构式(2)表示的物质、结构式(3)表示的物质和结构式(4)表示的物质的重量比为34.6∶11.2∶20∶31.8。
本发明还提供了一种制备上述腰果壳油改性混胺固化剂的方法，所述的这种方法包括一个分别称取混胺、多聚甲醛和腰果酚重量的步骤，所述的混胺、多聚甲醛和腰果酚的摩尔比为0.6～1.5∶0.6～1.5∶0.8～1.2，所述的混胺由2-氨基乙醇、N-氨乙基哌嗪、三乙烯四胺和多乙烯多胺组成，所述的2-氨基乙醇、N-氨乙基哌嗪、三乙烯四胺和多乙烯多胺的重量比为34.6∶11.2∶20∶31.8，还包括一个由混胺和多聚甲醛二者先进行羟醛缩合反应的步骤，在所述的羟醛缩合反应的步骤中、反应掉一部分混胺中醇胺的羟基后，再加入腰果酚进行曼尼西反应，制备出腰果壳油改性混胺固化剂，上述反应的方程式如下：
Figure BDA0000122971250000031
Figure BDA0000122971250000041
进一步的，在混胺和多聚甲醛二者先进行的羟醛缩合反应的步骤中，先将混胺加热至80～95℃，然后分批加入聚甲醛，待完全溶解，再回流20-40分钟。
进一步的，在加入腰果酚进行曼尼西反应的步骤中，保温在85～95℃之间，反应2～4小时，脱水出料。
进一步的，反应后，各物质的重量百分比分别为：结构式(1)＝34.6％；结构式(2)＝11.2％；结构式(3)＝20％；结构式(4)＝31.8％。
本发明采用的混胺是2-氨基乙醇与氨反应的产物，混胺的成分为2-氨基乙醇、N-氨乙基哌嗪、三乙烯四胺和多乙烯多胺，2-氨基乙醇、N-氨乙基哌嗪、三乙烯四胺和多乙烯多胺的重量比为34.6∶11.2∶20∶31.8。N-氨乙基哌嗪在潮湿，低温下固化光泽更优异，防止胺喷霜，颜色稳定，耐化学腐蚀，粘接性好，机械性能和电性能优。2-氨基乙醇量多则易析出，难固化，适中的用量可促进环氧树脂固化。单独使用多乙烯多胺易吸收空气中的二氧化碳及水分，与混胺中的其它成份配合使用可解决难固化的问题。
本发明采用提纯后的腰果酚经Mannich反应，加入多聚甲醛(POM)，混胺进行改性，可获得低毒、快速固化的新型固化剂。采用本发明的方法获得的改性固化剂光泽好，颜色稳定，潮湿环境施工影响小，机械性优良，价质比优。特别是本发明利用了混胺中醇胺在反应中的促进固化作用，达到了快速固化的目的。
本发明和已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本发明的腰果壳油改性混胺固化剂低毒环保，同时实现了快速固化的目的，达到了成本和效能的平衡。
具体实施方式：
实施例1：
将100克混胺加热至90度，分批加入30克聚甲醛待完全溶解，回流30分钟，再加入腰果酚300克，保温90度反应3小时，脱水出料。所得产物粘度3200，胺值270.48，挥发分1.60％，固含97.40％，凝胶时间100∶88，37分钟；干膜55微米，冲击50厘米，弯曲1级，附着力1级，表面硬度HB；外观平整光滑，高光，无缺陷。
实施例2：
将100克混胺加热至90度，分批加入30克聚甲醛待完全溶解，回流30分钟，再加入腰果酚300克，保温90度反应3小时，脱水出料。所得产物粘度3000，胺值269.50，挥发分1.20％，固含98.2％，凝胶时间100∶88，41分钟；干膜50微米，冲击50厘米，弯曲1级，附着力1级，表面硬度HB；外观平整光滑，高光，无缺陷。

Claims (5)

1.一种腰果壳油改性混胺固化剂，其特征在于：由结构式(1)
Figure FDA0000122971240000011
结构式(2)
结构式(3)
Figure FDA0000122971240000013
和结构式(4)
Figure FDA0000122971240000014
组成，所述的结构式(1)表示的物质、结构式(2)表示的物质、结构式(3)表示的物质和结构式(4)表示的物质的重量比为33～36∶10～12∶19～21∶30～33。
2.如权利要求1所述的腰果壳油改性混胺固化剂，其特征在于：所述的结构式(1)表示的物质、结构式(2)表示的物质、结构式(3)表示的物质和结构式(4)表示的物质的重量比为34.6∶11.2∶20∶31.8。
3.一种制备如权利要求1所述的腰果壳油改性混胺固化剂的方法，其特征在于：包括一个分别称取混胺、多聚甲醛和腰果酚重量的步骤，所述的混胺、多聚甲醛和腰果酚的摩尔比为0.6～1.5∶0.6～1.5∶0.8～1.2，所述的混胺由2-氨基乙醇、N-氨乙基哌嗪、三乙烯四胺和多乙烯多胺组成，所述的2-氨基乙醇、N-氨乙基哌嗪、三乙烯四胺和多乙烯多胺的重量比为34.6∶11.2∶20∶31.8，还包括一个由混胺和多聚甲醛二者先进行羟醛缩合反应的步骤，在所述的羟醛缩合反应的步骤中、反应掉一部分混胺中醇胺的羟基后，再加入腰果酚进行曼尼西反应，制备出腰果壳油改性混胺固化剂，上述反应的方程式如下：
Figure FDA0000122971240000021
Figure FDA0000122971240000031
4.如权利要求3所述的腰果壳油改性混胺固化剂的制备方法，其特征在于：在混胺和多聚甲醛二者先发生的羟醛缩合反应步骤中，先将混胺加热至80～95℃，然后分批加入聚甲醛，待完全溶解，再回流20～40分钟。
5.如权利要求3所述的腰果壳油改性混胺固化剂的制备方法，其特征在于：在加入腰果酚进行曼尼西反应的步骤中，保温在85～95℃之间，反应2～4小时，脱水出料。
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