CN108409601A - 一种酮亚胺固化剂的制备及应用 - Google Patents

一种酮亚胺固化剂的制备及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种酮亚胺固化剂的制备方法，包括以下操作：把胺类化合物和酮混合，加热回流反应，并除去反应中产生的水，得到酮亚胺固化剂；所述胺类化合物为低分子聚酰胺、腰果酚改性胺、酚醛胺中的一种；所述酮为甲基乙基酮或甲基异丁基酮。本发明还提出所述的制备方法得到的酮亚胺固化剂及其应用。本方法合成的新型酮亚胺固化剂具有固化物性能优异、无毒健康、适合于潮湿表面或环境和可潜伏的特点。

Description

一种酮亚胺固化剂的制备及应用
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及环氧树脂的固化剂的制备方法及应用。
背景技术
环氧树脂所用的酮亚胺固化剂是用酮和有机伯胺经反应脱水后形成的，该固化剂具有一定的潜伏性，在有水的环境下使用时，水与酮亚胺固化剂反应形成胺和酮(酮亚胺合成反应的逆反应)，该胺与环氧树脂反应可实现环氧树脂的交联固化。现有的酮亚胺是用酮(甲基乙基酮、甲基异丁基酮等)和乙二胺、二乙烯三胺、间苯二胺等小分子胺合成的，该类酮亚胺在与环氧树脂的固化应用时，由于吸水后释放出的乙二胺、二乙烯三胺和间苯二胺等具有低沸点和毒性大的特点，因此造成了施工过程中人员易过敏甚至中毒和固化的环氧树脂易脆和表面容易形成胺霜等质量问题。
胺霜是涂层内小分子胺释放出来，在涂层表面形成的碳酸铵、碳酸盐等物质，对涂层造成了破坏。
发明内容
针对现有技术中传统酮亚胺固化剂的毒性大、涂层强度低缺点，本发明的目的是提出一种酮亚胺固化剂的制备方法。
本发明的第二个目的是提出所述制备方法得到的固化剂。
本发明的第三个目的是提出所述固化剂的应用。
实现本发明上述目的的技术方案为：
一种酮亚胺固化剂的制备方法，包括以下操作：
把胺类化合物和酮混合，加热回流反应，并除去反应过程中产生的水，得到酮亚胺固化剂；
所述胺类化合物为低分子聚酰胺、腰果酚改性胺、酚醛胺中的一种；所述酮为甲基乙基酮或甲基异丁基酮。
其中，所述低分子聚酰胺的胺值为150-600mgKOH/g。
优选地，胺类化合物和酮的质量比为1∶(1-2)。
其中，回流反应使用的反应容器上装有分水器，用分水器除去反应中产生的水，反应后蒸发除去挥发性物质。
进一步地，反应时间为2-4小时。
本发明所述的制备方法得到的酮亚胺固化剂。
本发明所述酮亚胺固化剂的应用，用于环氧树脂的固化，环氧树脂和所述酮亚胺固化剂的用量比例为40∶(10-30)。
本发明进一步提出一种涂料，用以下方法制得：将40份环氧树脂、0-30份颜料、4-10份铝粉，6-10份滑石粉、4-8份碳酸钙粉、10-15份丁酮、0.1份消泡剂和0.5份防沉降剂混合，然后再加入所述的酮亚胺固化剂20-30份，其中所述胺类化合物为低分子聚酰胺；充分混合后作为涂料；在涂布之前保持密封。
本发明的另一优选技术方案为，一种涂料，用以下方法制得：把40份环氧树脂、0-30份颜料、10-15份沉淀硫酸钡，5-10份滑石粉、10-15份丁酮、0.1份消泡剂和0.8份有机膨润土混合，然后再加入所述的酮亚胺固化剂15-25份，其中所述胺类化合物为腰果酚改性胺；充分混合后作为涂料。在涂布之前保持密封。
本发明的有益效果在于：
本发明提出的制备方法，采用低分子聚酰胺、腰果酚改性胺和酚醛胺等环氧树脂的固化剂与酮进行脱水反应，生成新型的酮亚胺，该酮亚胺在遇水后释放出聚酰胺、腰果核油胺和酚醛胺等胺类固化剂，它们是环氧树脂的良好固化剂，因此环氧树脂的固化产物冲击性能良好，没有表面胺霜等缺陷；又由于低分子聚酰胺、腰果酚改性胺和酚醛胺的分子量很大，施工现场没有胺挥发物，因此对施工人员的安全和健康没有任何影响。
本方法合成的新型酮亚胺固化剂具有固化物性能优异、无毒健康、适合于潮湿表面或环境和可潜伏的特点。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。
在实施例中，如无特别说明，所采用的手段均为本领域的常规技术手段。
实施例1
酮亚胺固化剂的制备：
把低分子聚酰胺(651低分子聚酰胺，胺值380～450mgKOH/g)与其质量1.5倍的甲基乙基酮一同放入反应器中，搅拌、加热、回流，通过反应器上的分水器不断分离反应所释放出的水并排出，整个反应进行3小时后，将反应物料中的多余的酮和水全部蒸发排出，反应器中最后所得为新型酮亚胺固化剂。
产物标准粘度为390mPa.s，颜色为浅黄色，活泼氢当量122。
实施例2
酮亚胺固化剂的制备：
把低分子聚酰胺(200低分子聚酰胺，胺值230～260mg KOH/g)与其等质量的甲基异丁基酮放入反应器中，搅拌、加热、回流，通过反应器上的分水器不断分离反应所释放出的水并排除，整个反应进行3小时后，把反应器中的酮和水全部蒸发排除，反应器中最后所得为酮亚胺固化剂。
产物标准粘度为1220mPa.s，颜色为浅黄色，活泼氢当量95。
实施例3
酮亚胺固化剂的制备：
把低分子聚酰胺(腰果酚改性胺，胺值350～500mgKOH/g)与其量1.2倍的甲基乙基酮放入反应器中，搅拌、加热、回流，通过反应器上的分水器不断分离反应所释放出的水并排除，整个反应进行3小时后，把反应器中的酮和水全部蒸发排除，反应器中最后所得为酮亚胺固化剂。
产物标准粘度为360mPa.s，颜色为棕黄色，活泼氢当量105。
实施例4涂料
把40份E51环氧树脂、30份氧化铁红、6份铝粉，8份滑石粉、6份碳酸钙粉、10份丁酮、0.1份消泡剂和0.5份防沉降剂DeuRheo229混合，然后再加入实施例1制聚酰胺-酮亚胺固化剂24份，充分混合后作为涂料。该涂料适应期为60天以上，密封情况下可保持半年。
在湿的钢板表面上涂覆(湿钢板是指表面没有明显积水或没有可流动水的湿表面)，固化时间为：25℃时，实干24小时，其涂层附着力为13.7MPa，冲击强度50kg.cm。涂层表面无胺霜，涂覆过程对人无害。
实施例5涂料
把20份E51环氧树脂、20份E44环氧树脂、29份氧化铁红、12份沉淀硫酸钡，8份滑石粉、10份丁酮、0.1份消泡剂和0.8份有机膨润土混合，然后再加入实施例3制备腰果酚改性胺-酮亚胺固化剂20份，充分混合后作为涂料。该涂料适应期为60天以上，密封情况下可保持半年。
在湿的钢板表面上涂覆，其涂层附着力为12MPa，冲击强度50kg.cm。涂层表面无胺霜，涂覆过程对人无害。
对比例
甲基乙基酮和乙二胺合成的固化剂：把乙二胺与其质量3倍的甲基乙基酮放入反应器中，搅拌、加热、回流，通过反应器上的分水器不断分离反应所释放出的水并排除，整个反应进行3小时后，把反应器中的酮和水全部蒸发排除，反应器中最后所得为乙二胺酮亚胺固化剂。其他操作同实施例1。
涂料：
把40份E51环氧树脂、30份氧化铁红、6份铝粉，8份滑石粉、6份碳酸钙粉、10份丁酮、0.1份消泡剂和0.5份防沉降剂DeuRheo229混合，然后再加入本对比例固化剂24份，充分混合后作为涂料。该涂料适应期为60天以上，密封情况下可保持半年。
在湿的钢板表面上涂覆，固化时间为：25℃时，实干18小时，固化时间较快，但涂层比较脆，其涂层附着力为10.1MPa，冲击强度30kg.cm。涂覆过程中挥发的小分子胺造成环境污染。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及实例，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对本方法的判别模型作出一定的补充和优化。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种酮亚胺固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作：
把胺类化合物和酮混合，加热回流反应，并除去反应过程中产生的水，得到酮亚胺固化剂；
所述胺类化合物为低分子聚酰胺、腰果酚改性胺、酚醛胺中的一种；所述酮为甲基乙基酮或甲基异丁基酮。
2.根据权利要求1所述酮亚胺固化剂的制备方法，其特征在于，所述低分子聚酰胺的胺值为150-600mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述酮亚胺固化剂的制备方法，其特征在于，胺类化合物和酮的质量比为1∶(1-2)。
4.根据权利要求1所述酮亚胺固化剂的制备方法，其特征在于，回流反应使用的反应容器上装有分水器，用分水器除去反应中产生的水；反应后蒸发除去挥发性物质。
5.根据权利要求1-4任一项所述酮亚胺固化剂的制备方法，其特征在于，反应时间为2-4小时。
6.权利要求1-5任一项所述的制备方法得到的酮亚胺固化剂。
7.权利要求6所述酮亚胺固化剂的应用，其特征在于，用于环氧树脂的固化，环氧树脂和所述酮亚胺固化剂的用量比例为40∶(10-30)。
8.一种涂料，其特征在于，用以下方法制得：将40份环氧树脂、0-30份颜料、4-10份铝粉，6-10份滑石粉、4-8份碳酸钙粉、10-15份丁酮、0.1份消泡剂和0.5份防沉降剂混合，然后再加入权利要求6所述的酮亚胺固化剂20-30份，其中所述胺类化合物为低分子聚酰胺；充分混合后作为涂料；在涂布之前保持密封。
9.一种涂料，其特征在于，用以下方法制得：把40份环氧树脂、0-30份颜料、10-15份沉淀硫酸钡，5-10份滑石粉、10-15份丁酮、0.1份消泡剂和0.8份有机膨润土混合，然后再加入权利要求6所述的酮亚胺固化剂15-25份，所述胺类化合物为腰果酚改性胺；充分混合后作为涂料；在涂布之前保持密封。
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