一种新型曼尼期碱环氧树脂固化剂

摘要

一种新型的曼尼期碱环氧树脂固化剂，该固化剂主要由多元胺、苯甲醛、腰果酚和异辛酸合成，反应完毕后，脱水，最后降温至70℃加入异辛酸搅拌反应1小时即得。本发明以苯甲醛、多元胺、腰果酚、异辛酸为原料，并采用特殊生产工艺，生产过程中可操作时间长，适合大批量生产，而且低毒环保。合成出的曼尼期碱环氧树脂固化剂产品具有高强度、高韧性、高热变形温度、固化速度温和、低粘度、低毒性、清洁低污染生产等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂固化剂，尤其涉及一种新型曼尼期碱环氧树脂固化剂。

背景技术

环氧树脂作为一种高性能复合材料的基体树脂，具有良好的力学性能、防腐蚀性能、优异的电绝缘性能、良好的加工性能等优点，因而在机械、电子、航空航天、船舶工业和建筑行业等领域中得到广泛应用。在环氧树脂应用过程中，固化剂是不可或缺的一部分。环氧行业发展到现阶段，固化剂的种类也是门类繁多，其中曼尼期碱类环氧树脂固化剂以其硬度高、热变形温度高、防腐性能好等特点而得到大量使用。

传统的曼尼期碱环氧树脂固化剂是以多元胺、多聚甲醛、苯酚或腰果酚合成的，合成过程中多聚甲醛为固体材料，需要人工分批投料，高温和大量甲醛挥发物造成非常恶劣的生产环境，对人体伤害极大；合成出的产品也具有粘度大、或韧性差或硬度差、毒性高、可操作时间短、固化物耐温度范围窄等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的曼尼期碱环氧树脂固化剂，以解决现有曼尼期碱环氧树脂固化剂合成过程中，部分原料需要人工分批投料，高温和大量甲醛挥发物造成非常恶劣的生产环境，对人体伤害极大。此外，采用现有生产工艺合成出的产品也具有粘度大、韧性差、硬度差、毒性高、可操作时间短、固化物耐温度范围窄等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：一种新型的曼尼期碱环氧树脂固化剂，其特征是该固化剂主要由多元胺、苯甲醛、腰果酚和异辛酸合成，其中多元胺、苯甲醛、腰果酚、异辛酸之间的摩尔比为1.9:1.9:1:0.014，按此摩尔比计算投料质量，先将多元胺和腰果酚分别称重投入反应器中，在反应器中加热至在90-97℃，开始滴加苯甲醛，滴加完毕后保温反应2-4小时，反应完毕后，脱水，最后降温至70℃加入异辛酸搅拌反应1小时即得。

作为优选，所述苯甲醛的滴加温度为90-97℃。

作为优选，所述脱水是反应完毕后，反应物在105℃温度条件下真空脱水。

作为优选，所述反应器采用油浴锅加热。

本发明以苯甲醛、多元胺、腰果酚、异辛酸为原料，并采用特殊生产工艺，生产过程中可操作时间长，适合大批量生产，而且低毒环保。合成出的曼尼期碱环氧树脂固化剂产品具有高强度、高韧性、高热变形温度、固化速度温和、低粘度、低毒性、清洁低污染生产等特点。

本发明所涉及的腰果酚的苯环结构上有一个C₁₈脂肪链，使得此新型产品粘度较低，且刚中带柔、韧而不脆；由于苯甲醛和腰果酚的协同作用，又让此产品与环氧树脂间的固化反应变得较为温和。

本发明所涉及的新型曼尼期碱环氧树脂固化剂，用苯甲醛取代了传统使用的多聚甲醛，苯甲醛常温为液态，毒性低，沸点高，采用滴加的方式加入反应器中，从而避免了人体与物料之间的直接接触，大大改善了生产环境；苯甲醛本身具有的苯环结构还为环氧树脂提供了较高的硬度和极为优越的耐腐蚀性能。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明的制备技术作进一步的说明，列出下列实例，为的是更详细地阐述本发明，但本发明专利不仅限于此实例。

实施例1：向带有搅拌器、冷凝器的1000升反应器中加入二乙烯三胺168质量份，腰果酚258质量份，开动搅拌，用油浴锅将反应器加热至90℃，然后用滴加漏斗缓慢滴加苯甲醛174质量份，滴加时间为33分钟，滴加完毕后保温反应3小时。反应结束升温至105℃，连接真空装置，控温105℃抽真空，直至无水馏出为止。降温至70℃投入异辛酸12质量份，恒温搅拌反应1小时。反应器中所剩余物料即为本发明产品。

经检测,成品指标如下：

名称外观胺值(mgKOH/g)粘度(mpa.s/25℃)实例1棕褐色透明液体300-320150-250

实施例2：向带有搅拌器、冷凝器的1000升反应器中加入异佛尔酮二胺234质量份，腰果酚222质量份，开动搅拌，用油浴锅将反应器加热至90℃，然后用滴加漏斗缓慢滴加苯甲醛144质量份，滴加时间为45分钟，滴加完毕后保温反应3.5小时。反应结束后升温至105℃，连接真空装置，控温105℃抽真空，直至无水馏出为止。降温至70℃投入异辛酸12质量份，恒温搅拌反应1小时。反应器中所剩余物料即为本发明产品。

经检测，成品指标如下：

名称外观胺值(mgKOH/g)粘度(mpa.s/25℃)实例2棕褐色透明液体290-310300-400

实施例3：向带有搅拌器、冷凝器的1000升反应器中加入间苯二甲胺204质量份，腰果酚240质量份，开动搅拌，用油浴锅将反应器加热至90℃，然后用滴加漏斗缓慢滴加苯甲醛160克，滴加时间为40分钟，滴加完毕后保温反应3.5小时。反应结束后升温至105℃，连接真空装置，控温105℃抽真空，直至无水馏出为止。降温至70℃投入异辛酸12质量份，恒温搅拌反应1小时。反应器中所剩余物料即为本发明产品。

经检测，成品指标如下：

名称外观胺值(mgKOH/g)粘度(mpa.s/25℃)实例3棕褐色透明液体280-300150-250

对比例：多元胺、多聚甲醛、苯酚合成的曼尼期碱环氧树脂固化剂。

将实施例1-3得到的本发明产品和市售产品对比例进行对比试验，实验结果如下表所示：

指标\实例实例1实例2实例3对比例邵氏硬度(常温)87899285邵氏硬度（50℃）70758060邵氏硬度（80℃）45556030剪切强度(MPa、常温)23252818剪切强度（MPa、50℃）20222612剪切强度（MPa、80℃）1417206耐盐水性(27±6℃，48h)涂膜不起泡、不脱落、不生锈涂膜不起泡、不脱落、不生锈涂膜不起泡、不脱落、不生锈涂膜不起泡、不脱落、略有锈蚀耐盐雾性(1000h)涂膜不起泡、不脱落、不生锈涂膜不起泡、不脱落、不生锈涂膜不起泡、不脱落、不生锈涂膜不起泡、不脱落、略有锈蚀

结论：本发明产品强度高、热变形温度高、耐温度范围宽、防腐蚀性能好，并且粘度低，容易与环氧树脂混合。