CN113813890A - 一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法 - Google Patents
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤，步骤一、在纯水中加入表面活性剂，在高速搅拌下滴加环氧固化剂；步骤二、将结晶性树脂加热熔融成液体，将液体树脂滴加至乳化液或悬浊液中；步骤三、对步骤二的产物进行降温处理；步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，通过采用结晶性树脂对胺类液体或颗粒状环氧固化剂进行表面包覆，使其可以在常温下保持较好的稳定性，而在加热后表面包覆树脂破晶释放出固化剂，当结晶性树脂为50份时，其制备而成的液体潜伏性固化剂各项性能均较为优秀。
Description
技术领域
本发明涉及环氧固化剂技术领域，具体涉及一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法。
背景技术
日本旭化成株式会社发明的单液性液体潜伏性环氧固化剂，采用液体胺类环氧固化剂先与少量环氧树脂预反应，得到一个粉末状环氧固化剂，然后再将得到的粉末固化剂分散在二甲苯等液相中，加入异氰酸酯和活泼氢物质，使其在粉末固化剂表面形成一层树脂层包裹的到微胶囊固化剂，最后用环氧树脂分散微胶囊固化剂得到液体潜伏性固化剂。通过微胶囊包覆使固化剂在环氧树脂中有较好的稳定性，而在加热后外壳微胶囊破裂，释放出核心固化剂固化环氧树脂。
日本旭化成公司的发明，制作工艺步骤较多，合成过程较难控制其稳定性，外层包覆树脂破裂需要在树脂软化点温度保持较长的时间软化，高温下反应速度不会很快。
为此，我们提出一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法。
发明内容
本发明的目的在于解决或者至少缓解现有技术中存在的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在400-600份的纯水中加入纯水重量0.2-1％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加40-60份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液；
步骤二、将30-70份结晶性树脂加热熔融成液体，在35℃-45℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌15-25分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面；
步骤三、对步骤二的产物进行降温处理，使其温度降低至2℃-7℃左右，恒温15-23分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体；
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
可选地，还包括步骤五，将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
可选地，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、吐温、司盘、直链烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚氧乙烯醚、平平加O、硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、扩散剂、扩散剂、烷基聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
可选地，环氧固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、亚乙基二胺、脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺中的一种或多种。
可选地，所述结晶性树脂为结晶性环氧树脂、结晶性聚酯树脂、酚醛树脂中的一种或多种。
可选地，结晶性树脂的含量为50份。
本发明实施例提供了一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法。具备以下有益效果：通过采用结晶性树脂对胺类液体或颗粒状环氧固化剂进行表面包覆，使其可以在常温下保持较好的稳定性，而在加热后表面包覆树脂破晶释放出固化剂，从而快速固化，同时当其他组分不变的情况下，当结晶性树脂为50份时，其制备而成的液体潜伏性固化剂各项性能均较为优秀。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在400-600份的纯水中加入纯水重量0.2-1％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加40-60份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液；
步骤二、将30-70份结晶性树脂加热熔融成液体，在35℃-45℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌15-25分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至2℃-7℃左右，恒温15-23分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体；
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、吐温、司盘、直链烷基苯磺酸钠(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、月桂醇硫酸钠(SDS)、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)、平平加O、硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐(石油磺酸盐)、扩散剂NNO、扩散剂MF、烷基聚醚(PO-EO共聚物)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-3)等。
环氧固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、亚乙基二胺、脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺中的一种或多种。
结晶性树脂为结晶性环氧树脂、结晶性聚酯树脂、酚醛树脂中的一种或多种。
通过高分子的结晶特性形成表面包覆，减少较难控制的化学反应过程。
实施例1
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在400份的纯水中加入纯水重量0.2％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加40份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将30份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为0.6μm，该厚度与破晶效率呈反比，但是常温储存的时间呈正比；黏度为68000mpa.s；而凝胶速度(90℃)为533s，常温储存时间为22d。
实施例2
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在500份的纯水中加入纯水重量0.5％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加50份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将50份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为1μm；黏度为65400mpa.s；而凝胶速度(90℃)为601s，常温储存时间为30d。
实施例3
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在600份的纯水中加入纯水重量1％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加60份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将70份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为1.6μm；黏度为60440mpa.s；而凝胶速度(90℃)为843s，常温储存时间为28d实施例4
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在400份的纯水中加入纯水重量0.2％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加40份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将50份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为1.2μm；黏度为69200mpa.s；而凝胶速度(90℃)为652s，常温储存时间为28d。
实施例5
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在400份的纯水中加入纯水重量0.2％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加40份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将70份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为1.9μm；黏度为70500mpa.s；而凝胶速度(90℃)为984s，常温储存时间为32d实施例6
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在500份的纯水中加入纯水重量0.5％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加50份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将30份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为0.4μm；黏度为64800mpa.s；而凝胶速度(90℃)为441s，常温储存时间为20d实施例7
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在500份的纯水中加入纯水重量0.5％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加50份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将70份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
实施例8
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在600份的纯水中加入纯水重量1％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加60份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将30份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为0.3μm；黏度为59600mpa.s；而凝胶速度(90℃)为403s，常温储存时间为17d实施例9
一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，包括如下步骤：
步骤一、在600份的纯水中加入纯水重量1％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加60份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液。
步骤二、将50份结晶性树脂加热熔融成液体，在40℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌20分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面。
步骤三、对步骤二生产的产物进行降温处理，使其温度降低至5℃左右，恒温20分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体，此时的固体是包裹了环氧固化剂的树脂固体。
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
步骤五、将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
此时制备的液体潜伏性固化剂外壳(结晶性树脂)厚度为0.9μm；黏度为63800mpa.s；而凝胶速度(90℃)为589s，常温储存时间为29d。
对本发明实施例1-9进行综合分析得出下表
从表中可以看出，实施例2时各项性能较为优异，同时横向指标来看，结晶性树脂在50份时，带来的整体性能较好。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在400-600份的纯水中加入纯水重量0.2-1％的表面活性剂，在高速搅拌乳化机搅拌下滴加40-60份环氧固化剂，形成液滴粒径为1-5微米的乳化液或悬浊液；
步骤二、将30-70份结晶性树脂加热熔融成液体，在35℃-45℃下边搅拌边将液体树脂滴加至步骤一生产的乳化液或悬浊液中，加完后再搅拌15-25分钟使结晶性树脂均匀包裹在环氧固化剂表面；
步骤三、对步骤二的产物进行降温处理，使其温度降低至2℃-7℃左右，恒温15-23分钟，使结晶性树脂充分结晶析出成固体；
步骤四、然后对步骤三中的悬浊液抽滤、清洗、真空干燥，得到微囊化的固体固化剂。
2.如权利要求1所述的一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，其特征在于：还包括步骤五，将固体固化剂分散在液体环氧树脂中，得到液体潜伏性固化剂。
3.如权利要求1-2任一项所述的一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、吐温、司盘、直链烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、月桂酰谷氨酸、壬基酚聚氧乙烯醚、平平加O、硬脂酸甘油单酯、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、扩散剂、扩散剂、烷基聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种。
4.如权利要求3所述的一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，其特征在于：所述环氧固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、亚乙基二胺、脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，其特征在于：所述结晶性树脂为结晶性环氧树脂、结晶性聚酯树脂、酚醛树脂中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种微囊化液体潜伏性单组分环氧固化剂的制备工艺方法，其特征在于：优选的，结晶性树脂的含量为50份。
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