專利名稱：一種環(huán)氧樹脂固化劑及其合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂固化劑，特別涉及一種常溫固化的高性能環(huán)氧樹脂固化劑。
背景技術：
環(huán)氧樹脂是一類具有良好粘接、耐腐蝕、電氣絕緣、高強度等性能的熱固性高分子合成材料。它被廣泛地應用于多種金屬與非金屬的粘接、耐腐蝕涂料、電氣絕緣材料、玻璃鋼/復合材料等的制造。它在電子、電氣、機械制造、化工防腐、航空航天、船舶運輸及其他工業(yè)領域中起到重要的作用，已成為各工業(yè)領域不可缺少的基礎材料。但是環(huán)氧樹脂也有其不足之處固化后的環(huán)氧樹脂交聯(lián)密度高、內(nèi)應力大，因而質(zhì)脆、耐疲勞性、耐熱性、耐沖擊性能差，難以滿足工程技術要求；耐候性差，易粉化；耐介質(zhì)性能一般，對于強腐蝕介質(zhì)(強酸、強喊等)的耐受性還有待提聞。 專利號ZL200810222493. 8公開了一種具有韌性的曼尼期堿固化劑及其制備方法，其以桐油、苯酹、甲醒、乙烯胺經(jīng)過曼尼希反應(Mannich reaction)合成的酹醒胺,此合成方法是環(huán)氧樹脂常用的固化劑，其優(yōu)點是要求配比不嚴格；引入了酚羥基，增大了固化反應的活性；存在酚醛結構，提高了固化產(chǎn)物的耐熱性；可在低溫、潮濕條件下固化。缺點是固化速度快、放熱溫度高、操作時間短、固化內(nèi)應力大、固化后產(chǎn)物脆性大、抗沖擊性能差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種固化速度比較慢、放熱峰值不明顯、機械強度高、韌性好、耐溫、耐介質(zhì)性能優(yōu)良的、經(jīng)過曼尼希反應(Mannich reaction)合成的環(huán)氧樹脂固化劑及其制備方法。本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明提供了一種環(huán)氧樹脂固化劑，它是以雙酚A、醛類化合物、醚胺類化合物為原料，按照摩爾比為雙酚A :醛類化合物醚胺類化合物=1 : I 4 : I 4，通過曼尼希反應(Mannich reaction)制得；
所述的醛類化合物選用的是甲醛、多聚甲醛、乙醛、丁醛、苯甲醛中的一種；
所述的醚胺選用的是分子結構中含有氧化乙烷、氧化丙烷基團的，同時分子結構中含有兩個或兩個以上伯胺基團的單醚胺、二醚胺或聚醚胺的一種或它們的混合物；進一步的，可以選用由亨斯曼先進材料公司(Huntsman)生產(chǎn)的JEFFAMINE EDR-104, JEFFAMINE EDR-176, JEFFAMINE D-230、JEFFAMINE D-400、JEFFAMINE T-403、JEFFAMINE HK-511、JEFFAMINE ED-600,以及由巴斯夫公司(BASF)生產(chǎn)的 Baxxodur EC130、Baxxodur EC280、Baxxodur EC30K Baxxodur EC302、Baxxodur EC310 中的一種或多種。上述環(huán)氧樹脂固化劑，其合成方法包括以下的步驟和工藝條件
第一步在帶有攪拌裝置、溫度計、冷凝回流管的四口瓶中，加入醚胺類化合物，啟動攪拌；然后在攪拌條件下加入雙酚A，將物料加熱升溫至70 80°C，保溫反應直至雙酚A完全溶解；加入醛類化合物，保溫70 80°C反應I 2小時；然后將物料加熱升溫至95 100°C，保溫回流反應I 2小時；
第二步將物料降溫至70 75°C，減壓蒸餾脫水，真空度控制50 IOOmmHg,脫水量達到理論量的97%時停止脫水；脫水完成后降溫至40 50°C，出料。根據(jù)以上技術方案實現(xiàn)的環(huán)氧樹脂固化劑，其優(yōu)點是采用此方法合成的環(huán)氧樹脂固化劑，分子當中含有多個苯環(huán)、酚醛結構、酚羥基、醚鍵和氨基。苯環(huán)和酚醛結構賦予固化后產(chǎn)物有較高的機械強度和耐溫性能；酚羥基能夠促進固化反應的進行，因此在溫度較低的條件下固化反應也能進行；醚鍵能改善固化后產(chǎn)物的機械性能，使固化后產(chǎn)物具有良好的柔韌性。該環(huán)氧固化劑固化后產(chǎn)物不但具有優(yōu)良機械性能，同時還具有良好的耐溫、耐介質(zhì)、耐老化性能。 具體實施方案
實施例I:
在帶有攪拌裝置、溫度計、冷凝回流管的四口瓶中，加入聚醚胺Baxxodur EC301460g(2mol)，啟動攪拌。在攪拌條件下加入雙酚A 228g (Imol)，將物料加熱升溫至70-80°C，保溫反應直至雙酚A完全溶解。在攪拌條件下加入主含量95%多聚甲醛63. 2(2mol)g，保溫70_80°C反應直至多聚甲醛完全溶解。將物料加熱升溫至95_100°C，保溫回流反應1-2小時。降溫70-75°C，減壓蒸餾脫水，真空度控制50mmHg，理論脫水量為39. 2g,實際脫水量為38. Og時停止脫水。降溫40-50°C，出料即得產(chǎn)品；
胺值308mgK0H/g，活潑氫當量120，收率94· 9%。實施例2
在帶有攪拌裝置、溫度計、冷凝回流管的四口瓶中，加入聚醚胺JEFFAMINE HK-511440g(2mol)，啟動攪拌。在攪拌條件下加入雙酚A 228g (Imol)，將物料加熱升溫至70-80°C，保溫反應直至雙酚A完全溶解。在攪拌條件下加入主含量95%多聚甲醛63. 2g(2mol)，保溫70_80°C反應直至多聚甲醛完全溶解。將物料加熱升溫至95-100°C，保溫回流反應1-2小時。降溫70-75°C，減壓蒸餾脫水，真空度控制50mmHg，理論脫水量為39. 2g,實際脫水量為38. Og時停止脫水。降溫40-50°C，出料即得產(chǎn)品；
胺值302mgK0H/g，活潑氫當量130，收率94. 8%。實施例3:
在帶有攪拌裝置、溫度計、冷凝回流管的四口瓶中，加入聚醚胺JEFFAMINE EDR-176352g(2mol)，啟動攪拌。在攪拌條件下加入雙酚A 228g (Imol)，將物料加熱升溫至70-80°C，保溫反應直至雙酚A完全溶解。在攪拌條件下加入主含量95%多聚甲醛63. 2g(2mol)，保溫70_80°C反應直至多聚甲醛完全溶解。將物料加熱升溫至95_100°C，保溫回流反應1-2小時。降溫70-75°C，減壓蒸餾脫水，真空度控制50mmHg，理論脫水量為39. 2g,實際脫水量為38. Og時停止脫水。降溫40-50°C，出料即得產(chǎn)品；
胺值324mgK0H/g，活潑氫當量100，收率94. 0%。 應用實施例技術指標
權利要求
1.一種環(huán)氧樹脂固化劑，其特征在于，是由雙酚A，醛類化合物，醚胺類化合物組成，各組成物摩爾比為雙酹A 醒類化合物醚胺類化合物=1 : I 4 : I 4,通過曼尼希反應(Mannich reaction)制得。
2.如權利要求I所述的環(huán)氧樹脂固化劑，其特征在于醛類化合物選用的是甲醛、多聚甲醛、乙醛、丁醛、苯甲醛的一種。
3.如權利要求I所述的環(huán)氧樹脂固化劑，其特征在于醚胺類化合物選用的是分子結構中含有氧化乙烷、氧化丙烷基團的，同時分子結構中含有兩個或兩個以上伯胺基團的單醚胺、二醚胺、聚醚胺的一種或它們的混合物。
4.如權利要求I所述的環(huán)氧樹脂固化劑，其特征是合成方法按下述步驟實現(xiàn)第一步在帶有攪拌裝置、溫度計、冷凝回流管的四口瓶中，加入醚胺類化合物，啟動攪拌；在攪拌條件下加入雙酚A，將物料加熱升溫至70 80°C，保溫反應直至雙酚A完全溶解；然后加入醛類化合物，保溫70 80°C反應I 2小時；再將物料加熱升溫至95 100°C，保溫回流反應I 2小時； 第二步將物料降溫至70 75°C，減壓蒸餾脫水，真空度控制50 IOOmmHg,脫水量達到理論量的97%時停止脫水；脫水完成后降溫至40 50°C，出料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂固化劑及其合成方法。該環(huán)氧樹脂固化劑是以雙酚A、醛類化合物和醚胺類化合物為原料，按照摩爾比為雙酚A∶醛類化合物∶醚胺類化合物=1∶1～4∶1～4；通過曼尼希反應(Mannichreaction)制得。采用此方法合成的環(huán)氧樹脂固化劑，分子當中含有多個苯環(huán)、酚醛結構、酚羥基、醚鍵和氨基。苯環(huán)和酚醛結構賦予固化后產(chǎn)物有較高的機械強度和耐溫性能；酚羥基能夠促進固化反應的進行，因此在溫度較低的條件下固化反應也能進行；醚鍵能改善固化后產(chǎn)物的機械性能，使固化后產(chǎn)物具有良好的柔韌性。該環(huán)氧固化劑固化后產(chǎn)物不但具有優(yōu)良機械性能，同時還具有良好的耐溫、耐介質(zhì)、耐老化性能。
文檔編號C08G59/62GK102827351SQ20121033817
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權日2012年9月13日
發(fā)明者袁宏偉, 劉輝 申請人:湖南神力實業(yè)有限公司