CN111072924A - 一种改性环氧树脂固化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：咪唑类化合物10‑20份，有机酸5‑10份，缩水甘油醚2‑4份，三乙烯四胺6‑14份，间苯二甲胺2‑6份，异弗尔酮二胺2‑7份。上述改性环氧树脂固化剂的制备方法为：（1）将咪唑类化合物、有机酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌加热，并缓慢滴加缩水甘油醚并反应；（2）减压蒸馏，将过量的多元胺蒸出；（3）加水稀释得到固含量为40%‑60%的固化剂。本发明的固化剂与环氧树脂的混合物适用寿命较长。固化活性高，在中低温下，短时间即可固化。固化物热变形温度高，有优异的力学性能、电绝缘性能和耐化学介质性能。提高与环氧树脂的相容性。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性环氧树脂固化剂，属于环氧树脂固化剂领域。
背景技术
环氧树脂具有良好的粘接性、耐腐蚀性、电性能及力学性能，已被广泛应用于特种粘接、耐腐蚀涂料、电子材料及复合材料。环氧树脂固化剂的研究一直是环氧树脂研究中最活跃的的领域，其中含氮有机化合物使用较多，研究广泛，咪唑及其衍生物是其重要分支。
但是咪唑类固化剂，会存在与环氧树脂的混合物适用寿命较短和固化温度高的问题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种改性环氧树脂固化剂，以解决现有咪唑类固化剂与环氧树脂的混合物的适用寿命较短和固化温度高的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：咪唑类化合物10-20份，有机酸5-10份，缩水甘油醚2-4份，三乙烯四胺6-14份，间苯二甲胺2-6份，异弗尔酮二胺2-7份。
本发明进一步设置为，其原料按照质量份包括：咪唑类化合物13-16份，有机酸6-8份，缩水甘油醚2-3份，三乙烯四胺10-12份，间苯二甲胺4-6份，异弗尔酮二胺3-5份。
本发明进一步设置为，所述咪唑类化合物为咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的一种或多种。
本发明进一步设置为，咪唑环上有三位氮原子有较强的碱性，可与有机酸中合成盐，所述有机酸为三聚氰酸、偏苯三酸、异辛酸、乳酸中的一种。根据固化剂试用期长短的不同需要，酸的用量不同，一般的，酸的量越多，生成的盐越稳定，固化剂的适用期越长。
本发明进一步设置为，所述甲苯缩水甘油醚为正丁基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甲苯缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚中的一种。 使用缩水甘油醚来增加水性环氧固化剂的亲水性，并与多元胺的反应生成枝状加成物，再与环氧树脂加成，能增加固化剂一定的疏水性及提高与环氧树脂的相容性。
本发明还提供了上述的改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入咪唑类化合物、有机酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热反应，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应；
（2）然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
（3）加水稀释得到固含量为40%-60%的固化剂。
本发明进一步设置为，在步骤（1）中，加热到80-100℃，加热反应20-40min。
本发明进一步设置为，滴加缩水甘油醚后反应2-4小时。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
（1）使用咪唑类化合物，与环氧树脂的混合物适用寿命较长，通过改性，可以大大延长适用期。
（2）固化活性高，在中低温下，短时间即可固化。
（3）固化物热变形温度高，有优异的力学性能、电绝缘性能和耐化学介质性能。
（4）提高与环氧树脂的相容性。
具体实施方式
下面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
一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：咪唑20份，有机酸5份，正丁基缩水甘油醚3份，三乙烯四胺14份，间苯二甲胺6份，异弗尔酮二胺6份。
本发明还提供了上述的改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入咪唑、有机酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热到85℃反应33min，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应2小时；
（2）然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
（3）加水稀释得到固含量40%左右的固化剂。
实施例2
一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：2-甲基咪唑12份，乳酸6份，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚3份，三乙烯四胺6份，间苯二甲胺2份，异弗尔酮二胺7份。
本发明还提供了上述的改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入2-甲基咪唑、乳酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热到95℃反应28min，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应3小时；
（2）然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
（3）加水稀释得到固含量50%左右的固化剂。
实施例3
一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：2-乙基-4-甲基咪唑10份，异辛酸10份，甲苯缩水甘油醚2份，三乙烯四胺8份，间苯二甲胺5份，异弗尔酮二胺5份。
本发明还提供了上述的改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入2-乙基-4-甲基咪唑、异辛酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热到85℃反应40min，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应4小时；
（2）然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
（3）加水稀释得到固含量52%左右的固化剂。
实施例4
一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑共14份，偏苯三酸9份，烯丙基缩水甘油醚2份，三乙烯四胺10份，间苯二甲胺4份，异弗尔酮二胺3份。
本发明还提供了上述的改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、偏苯三酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热到90℃反应30min，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应4小时；
（2）然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
（3）加水稀释得到固含量42%左右的固化剂。
实施例5
一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：2-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑共16份，三聚氰酸8份，乙二醇二缩水甘油醚4份，三乙烯四胺12份，间苯二甲胺3份，异弗尔酮二胺5份。
本发明还提供了上述的改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、偏苯三酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热到100℃反应20min，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应2.5小时；
（2）然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
（3）加水稀释得到固含量40%左右的固化剂。
实施例6
一种改性环氧树脂固化剂，其原料按照质量份包括：2-甲基咪唑18份，三聚氰酸7份，乙二醇二缩水甘油醚4份，三乙烯四胺10份，间苯二甲胺4份，异弗尔酮二胺6份。
本发明还提供了上述的改性环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、偏苯三酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热到80℃反应40min，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应4小时；
（2）然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
（3）加水稀释得到固含量58%左右的固化剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种改性环氧树脂固化剂，其特征在于，其原料按照质量份包括：咪唑类化合物10-20份，有机酸5-10份，缩水甘油醚2-4份，三乙烯四胺6-14份，间苯二甲胺2-6份，异弗尔酮二胺2-7份。
2.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂固化剂，其特征在于，其原料按照质量份包括：咪唑类化合物13-16份，有机酸6-8份，缩水甘油醚2-3份，三乙烯四胺10-12份，间苯二甲胺4-6份，异弗尔酮二胺3-5份。
3.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述咪唑类化合物为咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述有机酸为三聚氰酸、偏苯三酸、异辛酸、乳酸中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种改性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述甲苯缩水甘油醚为正丁基缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甲苯缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚或乙二醇二缩水甘油醚中的一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种改性环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在装有搅拌器、加热套、氮气导管、冷凝管和电热偶的 四口烧瓶中加入咪唑类化合物、有机酸、三乙烯四胺、间苯二甲胺和异弗尔酮二胺，在氮气保护下搅拌并加热反应，并用分液漏斗缓慢滴加缩水甘油醚并反应；
然后进行减压蒸馏，将剩余的过量的多元胺蒸出；
加水稀释得到固含量为40%-60%的固化剂。
7.根据权利要求6所述的一种改性环氧树脂固化剂，其特征在于，在步骤（1）中，加热到80-100℃，加热反应20-40min。
8.根据权利要求6所述的一种改性环氧树脂固化剂，其特征在于，滴加缩水甘油醚后反应2-4小时。
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Application publication date: 20200428 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |