CN108102077A - 一种咪唑加成物的制备方法 - Google Patents

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计广和
谢磊
罗静贞
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
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    • C08G59/5053—Amines heterocyclic containing only nitrogen as a heteroatom
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Abstract

本发明公开了一种咪唑加成物的制备方法，利用咪唑化合物咪唑环上1位氮原子和3位氮原子的反应活性与含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚反应，对咪唑分子上的活性点(仲胺基、叔胺基)通过形成空间位阻进行封闭，从而降低其反应活性，并改善其与环氧树脂的相容性，同时赋予其环氧树脂固化物特殊的性能。本发明将咪唑加成改性，增加储存稳定性，进一步的优点是将固体咪唑加成后液体化，提高分散效率，固化效果，尤其是针对低粘要求的固化体系。

Description

一种咪唑加成物的制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体是一种咪唑加成物的制备方法。
背景技术
咪唑是一种五元杂环化合物，其结构特征为：在氮(杂)环戊二烯结构的间位上含有两个氮原子。咪唑易于生成衍生物，被广泛用于环氧树脂固化(促进)剂、药剂、尿烷触媒、铜的防锈、炸药控制剂以及电解质等。与同类的脂肪胺、芳香胺固化剂相比，咪唑具有毒性低、刺激性小的特点，是重要的基础化工材料。
在环氧树脂固化体系中来说既可以单独作为固化剂也可以当做促进剂剂使用，促进剂一般是做为双氰胺，酸酐类环氧的促进剂，可以固化体系的反应温度，反应时间，提高固化效率。
通常采用咪唑类促进剂有，2-甲基咪唑(2MZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)、2-苯基咪唑(2PZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(2P4MZ)等等。
咪唑及其衍生物举例：
品名 外观 熔点(℃)
咪唑 白色或淡黄色结晶粉末 89-90
2-甲基咪唑(2MZ) 白色或淡黄色结晶粉末 137-145
2-乙基咪唑(2-EI) 白色或淡黄色结晶粉末 61-69
2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ) 淡黄色液体 41-45
2-苯基咪唑(2PZ) 粉红色粉末 137-147
2-苯基-4-甲基咪唑(2P4MZ) 淡黄色粉末 174-184
然而常用的咪唑类化合物除2-乙基-4-甲基咪唑熔点较低外，其他多为高熔点的结晶固体粉末，与液态的环氧树脂混合困难，工艺性能较差。咪唑类固化剂在高温下有一定的挥发性和吸湿性。另外品种也较少，不能满足特殊的施工工艺以及对固化物的某些特定要 求。常用咪唑类固化剂由于固化活性较高，因此与环氧树脂混合后适用期较短，不能作为单组分体系较长时间贮存。
发明内容
本发明的目的在于提供一种咪唑加成物的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：利用咪唑化合物咪唑环上1位氮原子和3位氮原子的反应活性与含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚反应，对咪唑分子上的活性点(仲胺基、叔胺基)通过形成空间位阻进行封闭，从而降低其反应活性，并改善其与环氧树脂的相容性，同时赋予其环氧树脂固化物特殊的性能。其具体方法如下：
一种咪唑加成物的制备方法，包括下述合成步骤：
(1)将含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚以适量丙酮稀释，使其具有良好的流动性，得到具有低粘度的溶液，咪唑类化合物以适量的溶剂溶解；
(2)向配置有油浴锅、真空泵、冷凝管、搅拌装置、滴液漏斗的四口烧瓶中加入咪唑类化合物溶液，一定温度下边搅拌边滴加含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚的丙酮溶液，当反应物变为浅黄色透明溶液时，反应结束，咪唑类化合物与含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚的摩尔比为1：0.5-3；
(3)加热至120℃抽真空，蒸去其中的丙酮和水，得最终产物。
其中，含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚包括丁基缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、c12-14缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、环氧值0.38-0.54的环氧树脂等；咪唑类化合物包括咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等。
步骤(1)中溶剂根据所使用的咪唑类化合物而定，一般为水或乙醇；步骤(2)中的一定温度根据含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚而定，为室温到60℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：将咪唑加成改性，增加储存稳定性，进一步的优点是将固体咪唑加成后液体化，提高分散效率，固化效果，尤其是针对低粘要求的固化体系。
具体实施方式
下面将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。
实施例1：将环氧树脂618(环氧值为0.48-0.52)以适量丙酮稀释，使其具有良好的流动性；得到具有低粘度的环氧树脂丙酮溶液，咪唑以适量的水溶解；向配置有油浴锅、真空泵、冷凝管、搅拌装置、滴液漏斗的四口烧瓶中加入咪唑水溶液，室温下边搅拌边滴加上述的环氧树脂丙酮溶液，环氧树脂618与咪唑的摩尔比为1：3；当反应物变为浅黄色透明溶液时，反应结束；再升温80摄氏度反应2个小时，再加热至120℃抽真空，蒸去其中的丙酮和水，得最终产物。
实施例2：:将丁基缩水甘油醚中加入适量丙酮稀释，2-苯基咪唑以适量的乙醇溶解；向配置有油浴锅、真空泵、冷凝管、搅拌装置、滴液漏斗的四口烧瓶中加入咪唑乙醇溶液，60摄氏度下边搅拌边滴加上述的丁基缩水甘油醚丙酮溶液，丁基缩水甘油醚与2-苯基咪唑的摩尔比为1：1.2；当反应物变为浅黄色透明溶液时，反应结束；当再加热至120℃抽真空，蒸去其中的丙酮和水，得最终产物。
实施例3：将聚丙二醇二缩水甘油醚中加入适量丙酮稀释，2-甲基咪唑以适量的乙醇溶解；向配置有油浴锅、真空泵、冷凝管、搅拌装置、滴液漏斗的四口烧瓶中加入2-甲基咪唑乙醇溶液，60摄氏度下边搅拌边滴加上述的聚丙二醇二缩水甘油醚丙酮溶液，聚丙二醇二缩水甘油醚与2-甲基咪唑的摩尔比为1：2；当反应物变为浅黄色透明溶液时，反应 结束；再加热至120℃抽真空，蒸去其中的丙酮和水，得最终产物。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种咪唑加成物的制备方法，其特征在于，包括下述合成步骤：
(1)将含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚以适量丙酮稀释，使其具有良好的流动性，得到具有低粘度的溶液，咪唑类化合物以适量的溶剂溶解；
(2)向配置有油浴锅、真空泵、冷凝管、搅拌装置、滴液漏斗的四口烧瓶中加入咪唑类化合物溶液，一定温度下边搅拌边滴加含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚的丙酮溶液，当反应物变为浅黄色透明溶液时，反应结束，咪唑类化合物与含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚的摩尔比为1：0.5-3；
(3)加热至120℃抽真空，蒸去其中的丙酮和水，得最终产物。
2.根据权利要求1所述的咪唑加成物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中含有单个或多个环氧基团的缩水甘油醚包括丁基缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、c12-14缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚或环氧值0.38-0.54的环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的咪唑加成物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中咪唑类化合物包括咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑或2-苯基-4-甲基咪唑。
4.根据权利要求1所述的咪唑加成物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中溶剂为水或乙醇。
5.根据权利要求1所述的咪唑加成物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中一定温度为室温到60℃。
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