CN103172833A - 室温固化耐高温环氧树脂固化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室温固化耐高温环氧树脂固化剂及其制备方法，涉及一种环氧树脂固化剂。本发明主要组分是4，4’-二氨基二苯基甲烷、多苯基多氨基甲烷和间苯二甲胺；附加组分是稀释剂、催化剂和双环氧化合物；主要组分的重量百分比是：4，4’-二氨基二苯基甲烷56～60；多苯基多氨基甲烷19～24；间苯二甲胺20～25。附加组分是上述主要组分之和的重量百分比为：稀释剂5～10；催化剂1～10；双环氧化合物5～20。本发明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；生产方法简单；合成物无“三废”产生，合成率100%，无明显刺激性气味，属于环保型产品。有效满足了有耐高温环境建筑及桥梁施工中粘接及密封要求市场的迫切需要。

Description

室温固化耐高温环氧树脂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，尤其涉及一种室温固化耐高温环氧树脂固化剂及其制备方法，适用于建筑及桥梁施工中有耐高温需要的环氧树脂固化剂。

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、产品质量和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、系列化和功能化等方向发展，才能满足各行各业对环氧树脂的需求。

由于常温固化体系中环氧树脂固化剂按一般方法改性后，固化物只能承受50～60℃，当环境温度上升到60℃以上时，环氧树脂固化物强度下降迅速，无法保障工程用胶耐温的需要。

目前迫切需要开发一种能够在常温固化且在完全固化后能在80℃下具有较高强度和较高硬度的环氧树脂固化剂，以满足建筑及桥梁施工市场的需要。

发明内容

本发明的目的就在于改变传统高温高压合成思路，克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种室温固化耐高温环氧树脂固化剂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一、室温固化耐高温环氧树脂固化剂（简称固化剂）

1、组分

固化剂包括主要组分和附加组分；

主要组分是4，4’-二氨基二苯基甲烷、多苯基多氨基甲烷和间苯二甲胺；

附加组分是稀释剂、催化剂和双环氧化合物；

2、组分的重量百分比是：

4，4’-二氨基二苯基甲烷     56～60；

多苯基多氨基甲烷            19～24；

间苯二甲胺                  20～25。

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。

附加组分是上述主要组分之和的重量百分比为：

稀释剂                      5～10；

催化剂                      1～10；

双环氧化合物                5～20。

3、各组分的功能

4，4’-二氨基二苯基甲烷：提供固化剂的芳香胺主体反应结构，提高固化物耐温性；

多苯基多氨基甲烷：对主体反应结构起增强作用；

间苯二甲胺：提供固化剂的反应活性；

稀释剂：降低体系粘度，提高反应活性；

催化剂：加速合成反应；

双环氧化合物：提高反应物的分子量。

4、本固化剂的功能是：

能够在干燥、潮湿、室温和低温环境下有效固化环氧树脂，在室温25℃反应活性较高，完全固化后耐温高。

5、本固化剂的用途是：

适用于建筑加固、桥梁加固和耐温粘接修补等行业。

二、室温固化耐高温环氧树脂固化剂的制备方法

本制备方法包括下列步骤：

①按上述比例取主要组分、稀释剂和催化剂置于反应釜中搅拌，控温80～120℃反应2小时；

②待反应物透亮，然后夹套冷却，控制反应釜内温度60～70℃；

③搅拌下缓慢滴加双环氧化合物，控制釜内温度70～80℃，反应1小时；

④夹套冷却，控制釜内温度60～65℃趁热放出成品，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“三废”产生，合成率100%，无明显刺激性气味，属于环保型产品。

④室温25℃，固化48h，25℃下固化物邵氏硬度82D，固化物80℃，固化3h，在80℃下固化物邵氏硬度76D；有效满足了有耐高温环境建筑及桥梁施工中粘接及密封要求市场的迫切需要。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明：

一、附加组分

所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、一缩二乙二醇、乙二醇和苯甲醇中的1～3种；

所述催化剂为双酚A、苯酚、DMP-30、有机酸、甲酚和多乙烯多胺中的1～3种；

所述双环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油醚、低粘度环氧树脂和高粘度环氧树脂中的1～3种。

根据粘接领域要求可以将本固化剂粘度调节成300～800mPa.s（25℃）。

二、应用实施例

1、建筑及桥梁加固胶粘剂配比（重量比）

CYD128(双酚A环氧树脂)   80

F-51(酚醛环氧树脂)       10

LS692（活性稀释剂）      10

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） 15～50

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、F-51、LS692、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。

3、效果验证

根据实施例1制备的建筑及桥梁加固胶粘剂的强度性能试验：

室温25℃，固化48h，在25℃下固化物邵氏硬度82D；80℃，固化3h，在80℃固化物邵氏硬度76D。

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(见下表所示)

表  用本固化剂制备的建筑及桥梁加固胶粘剂的部分力学性能

备注：GB50367-2006混凝土结构加固设计规范，碳纤维复合材浸渍/粘接用胶粘剂安全性能指标。   

Claims (2)

1.一种室温固化耐高温环氧树脂固化剂，其特征在于：

固化剂包括主要组分和附加组分；

主要组分是4，4’-二氨基二苯基甲烷、多苯基多氨基甲烷和间苯二甲胺；

附加组分是稀释剂、催化剂和双环氧化合物；

主要组分的重量百分比是：

4，4’-二氨基二苯基甲烷     56～60；

多苯基多氨基甲烷            19～24；

间苯二甲胺                  20～25；

附加组分是上述主要组分之和的重量百分比为：

稀释剂                      5～10；

催化剂                      1～10；

双环氧化合物                5～20；

所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、一缩二乙二醇、乙二醇和苯甲醇中的1～3种；

所述催化剂为双酚A、苯酚、DMP-30、有机酸、甲酚和多乙烯多胺中的1～3种；

所述双环氧化合物为乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、二缩水甘油醚、低粘度环氧树脂和高粘度环氧树脂中的1～3种。

2.按权利要求1所述的室温固化耐高温环氧树脂固化剂的制备方法,其特征在于包括下列步骤：

①按上述比例取主要组分、稀释剂和催化剂置于反应釜中搅拌，控温80～120℃反应2小时；

②待反应物透亮，然后夹套冷却，控制反应釜内温度60～70℃；

③搅拌下缓慢滴加双环氧化合物，控制釜内温度70～80℃，反应1小时；

④夹套冷却，控制釜内温度60～65℃趁热放出成品，经200目不锈钢网过滤，包装入库。