CN111944123A - 一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂及其制备方法，它由质量百分比30~65%的苯胺类物质、25~60%的长链脂肪胺、10~30%多聚甲醛制成。经过性能检测，结果表明发明制备得到的芳香胺，用于固化环氧树脂，固化物各项性能指标优异。与传统芳香胺类环氧固化剂（例如DDM）相比硬度和附着力相当，但柔韧性更优越，且固化速度更快，取得了非常好的技术效果。

Description

一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环氧固化剂，具体涉及一种性能优越的柔韧型芳香胺类环氧固化剂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
环氧树脂和环氧固化剂组成的双组份体系由于固化收缩率小、粘结性、耐热性、耐化学药品性以及力学性能和电气性能优良的特点，被广泛用于地坪涂料、防腐涂料、胶黏剂、复合材料等领域。
固化剂的选择对环氧体系的性能起到关键作用，芳香胺类环氧固化剂能赋予环氧体系优良的耐热性、耐药品性、电性能以及力学性能，因此广泛应用于地坪中涂、电子封装、耐热胶黏剂、层压材料等领域。但是传统芳香胺类的苯环刚性结构也导致了固化物偏脆，因此增加芳香胺类固化剂的柔韧性是一个具有很强现实需求的课题。
本发明通过大量实验筛选，研发出一种力学性能、耐热性、耐药品性都能达到传统芳香胺类固化剂的水平，但是柔韧性更好的芳香胺类环氧固化剂。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对传统芳香胺固化剂的不足，提供一种柔韧型芳香胺固化剂；本发明另一个目的是提供该固化剂的制备方法。
技术方案，为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：30～65％的苯胺类物质、25～60％的长链脂肪胺、10～20％多聚甲醛。
作为优选方案，以上所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，其特征在于，它由下列质量百分比的原料制成：30～50％的苯胺类物质、30～60％的长链脂肪胺、10～20％多聚甲醛。
作为更加优选方案，以上所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：50％的苯胺、33％的己二胺、17％多聚甲醛。
作为另一优选方案，以上所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：40％的邻甲基苯胺、45％的聚醚胺(亨斯曼D230，分子量约230)、15％多聚甲醛。
作为另一优选方案，以上所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：
30％的N-甲基苯胺、60％的聚醚胺(亨斯曼D400，分子量约400)、10％多聚甲醛。
作为优选方案，以上所述的芳香胺类环氧固化剂，苯胺类物质为苯胺、邻甲基苯胺、邻乙基苯胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺中的一种或几种混合物。
作为优选方案，以上所述的芳香胺类环氧固化剂，所述的长链脂肪胺为戊二胺、己二胺、聚醚胺(分子量约230)、聚醚胺(分子量约400)中的一种或几种混合物。
本发明所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按质量百分比将苯胺类物质和长链脂肪胺投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；
(2)升温至50～60℃；
(3)将计量好的多聚甲醛分5次投入反应釜，每次间隔30分钟；
(4)所有多聚甲醛投料完成后，温度升至80～90℃，保温2～3小时；
(5)开启真空，脱除反应生成的水分；
(6)过滤包装后得到柔韧型芳香胺类环氧固化剂。
本发明典型的反应过程如以下反应方程式所示：
Figure BDA0002656864440000021
有益效果：本发明和现有技术相比具有以下优点：
本发明通过大量实验筛选得到最佳的原料配比组成，本发明用苯胺类物质作为起始原料，提供基础的芳香胺结构，满足固化体系硬度要求；本发明通过大量实验筛选，利用甲醛将长链脂肪胺结构接入苯环来调节柔韧性。本发明优选两端各含有一个伯胺基的长链脂肪胺为原料，这种脂肪胺可以在两端各接一个苯环，更大程度体现出芳香胺类固化剂的性能特点。
本发明在实验过程中发现，多聚甲醛的用量非常关键，多聚甲醛少于本发明的量，固化剂在性能测试中表现出硬度欠缺；高于本发明的量，产品粘度增大，使用不方便。因此，本发明通过大量实验筛选得到最佳的各原料的组成和用量比。
经过性能检测，结果表明发明制备得到的芳香胺类固化剂，硬度、耐热性、耐药品性和传统产品(如DDM)差不多，但柔韧性更优越，取得了非常好的技术效果。
具体实施方式
实施例1
1、一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：50％的苯胺、33％的己二胺、17％多聚甲醛。
2、柔韧型芳香胺类环氧固化剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按质量百分比将苯胺和己二胺投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；
(2)升温至50～60℃；
(3)将计量好的多聚甲醛分5次投入反应釜，每次间隔30分钟；
(4)所有多聚甲醛投料完成后，温度升至80～90℃，保温3小时；
(5)开启真空，脱除反应生成的水分；
(6)过滤包装后得到柔韧型芳香胺类环氧固化剂。
实施例2
1、一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：40％的邻甲基苯胺、45％的聚醚胺(亨斯曼D230，分子量约230)、15％多聚甲醛。
2、柔韧型芳香胺类环氧固化剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按上述质量百分比将邻甲基苯胺和亨斯曼D230投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；
(2)升温至50～60℃；
(3)将上述计量好的多聚甲醛分5次投入反应釜，每次间隔30分钟；
(4)所有多聚甲醛投料完成后，温度升至80～90℃，保温3小时；
(5)开启真空，脱除反应生成的水分；
(6)过滤包装后得到柔韧型芳香胺类环氧固化剂。
实施例3
1、一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：30％的N-甲基苯胺、60％的聚醚胺(亨斯曼D400，分子量约400)、10％多聚甲醛。
2、柔韧型芳香胺类环氧固化剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按上述质量百分比将N-甲基苯胺和亨斯曼D400投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；
(2)升温至50～60℃；
(3)将上述计量好的多聚甲醛分5次投入反应釜，每次间隔30分钟；
(4)所有多聚甲醛投料完成后，温度升至80～90℃，保温3小时；
(5)开启真空，脱除反应生成的水分；
(6)过滤包装后得到柔韧型芳香胺类环氧固化剂。
对比实施例1
利用与实施例3相同的原料，即N-甲基苯胺、聚醚胺(亨斯曼D400，分子量约400)和多聚甲醛，但是减少多聚甲醛的用量，评估产品。它由下列质量百分比的原料制成：33％的N-甲基苯胺、63％的聚醚胺(亨斯曼D400，分子量约400)、4％多聚甲醛。其制备方法，其包括以下步骤：
(1)按质量百分比将N-甲基苯胺和亨斯曼D400投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；
(2)升温至50～60℃；
(3)将计量好的多聚甲醛分5次投入反应釜，每次间隔30分钟；
(4)所有多聚甲醛投料完成后，温度升至80～90℃，保温3小时；
(5)开启真空，脱除反应生成的水分；
(6)过滤包装后得到产品。
对比实施例2
1、一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂，它由下列质量百分比的原料制成：50％的苯胺、33％的乙二胺、17％多聚甲醛。
2、柔韧型芳香胺类环氧固化剂的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按质量百分比将苯胺和乙二胺投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；
(2)升温至50～60℃；
(3)将计量好的多聚甲醛分5次投入反应釜，每次间隔30分钟；
(4)所有多聚甲醛投料完成后，温度升至80～90℃，保温3小时；
(5)开启真空，脱除反应生成的水分；
(6)过滤包装后得到柔韧型芳香胺类环氧固化剂。
实施例4性能测试
将环氧树脂(江苏三木产828)与上述制得的环氧固化剂按照2:1比例混合，并均匀涂布于马口铁板成膜，膜厚40μm。固化后测得基本性能如下表1。
Figure BDA0002656864440000041
注：以上硬度按国标GB/T6739-1996规定方法测试；柔韧性按国标GB/T6742-86规定方法测试；附着力按国标GB/T9286-88规定方法测试。
由以上性能检测结果表明，本发明通过大量实验筛选，采用优选原料和特定质量比制备得到的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，其硬度、附着力、耐热性和耐药品性与DDM相当，但柔韧性更优越，并且优于聚甲醛的用量较少的对比实施例1和乙二胺替换为已二胺的对比实施例2，取得了非常好的技术效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种柔韧型芳香胺类环氧固化剂，其特征在于，它由下列质量百分比的原料制成：30~65%的苯胺类物质、25~60%的长链脂肪胺、10~30%多聚甲醛。
2.根据权利要求1所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，其特征在于，它由下列质量百分比的原料制成：30~50%的苯胺类物质、30~60%的长链脂肪胺、10~20%多聚甲醛。
3.根据权利要求1所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，其特征在于，所述的苯胺类物质为苯胺、邻甲基苯胺、邻乙基苯胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂，其特征在于，所述的长链脂肪胺为戊二胺、己二胺、聚醚胺（分子量约230）、聚醚胺（分子量约400）中的一种或几种混合物。
5.权利要求1至4任一项所述的柔韧型芳香胺类环氧固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按质量百分比将苯胺类物质和长链脂肪胺投入反应釜中，搅拌，使物料混合均匀；
（2）升温至50~60℃；
（3）将计量好的多聚甲醛分5次投入反应釜，每次间隔30分钟；
（4）所有多聚甲醛投料完成后，温度升至80~90℃，保温2~3小时；
（5）开启真空，脱除反应生成的水分；
（6）过滤包装后得到柔韧型芳香胺类环氧固化剂。
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