一种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法
【专利摘要】一种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，首先按照重量称取腰果酚、酚类化合物、多聚甲醛、二胺或者多胺，将腰果酚、酚类和多聚甲醛加入反应容器中，并加入催化剂，在75～100℃下加热2～6小时得中间体，然后将所述的中间体降温至60～68℃，加入二胺或者多胺,在此温度搅拌状态下加入剩下的多聚甲醛，然后温度升高到65～95℃，反应4～8小时,真空状态下脱水得到本发明。本发明合成的固化剂具有非常好的表面硬度与邵氏硬度，光泽性好、耐高温性能好、低温快速固化。本发明是一种固化温度范围广、耐高温、表面性能优良的环氧树脂固化剂，适合底漆和面漆的要求。
【专利说明】一种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及化学领域，尤其涉及高分子材料，特别涉及环氧树脂固化剂，具体地是一种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法。
【背景技术】:
[0002]腰果酚(Cardanol)是一种从天然腰果壳油中经先进技术提炼而成、可以代替或者部分代替苯酚用于制造环氧固化剂、液体酚醛树脂、液体或者粉末状的热固性酚醛树脂。腰果酚因其特殊的化学结构还具有以下特点:1、含苯环结构，具有耐高温性能；2、极性的羟基可提供体系对接触面的润湿和活性；3、间位含不饱和双键的碳15直链，能提供体系良好的韧性、优异的憎水性和低渗透性和自干性。 [0003]一般耐热型的固化剂选用酸酐固化剂，如顺酐、邻苯二甲酸酐及其衍生物；苯胺类固化剂如二氨基二苯砜等，这些固化剂固化的环氧树脂一般耐热性都比较好，但是这些固化剂对固化条件要求较高，一般需要加催化剂高温固化，低温固化无从谈起，苯胺类的环氧固化剂毒性较大，易致癌，韧性差。酸酐固化剂如顺酐易挥发，刺激性强。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于提供一种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，所述的这种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法要解决现有技术中的耐热型固化剂固化条件要求较高、毒性较大、韧性差的技术问题。
[0005]本发明的这种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，包括以下步骤:首先按照重量称取腰果酚、酚类化合物、多聚甲醛、胺，所述的腰果酚、酚类化合物、多聚甲醛、胺的摩尔比为1:0~3:0.5~4:0.8~1.5，将腰果酚、酚类化合物以及部分多聚甲醛加入反应容器中，并加入适量醋酸锌作为催化剂，在75~100°C下加热2~6小时得中间体，然后将所述的中间体降温至60~68°C，加入胺，在此温度并在搅拌状态下分批加入剩下的多聚甲醛，然后将温度提高到65~95°C，反应4~8小时，真空状态下脱水得到固化剂。
[0006]进一步的，在将腰果酚和酚类化合物加入反应容器的过程中，腰果酚与酚类化合物的摩尔比为1:1~3。
[0007]进一步的，所述的酚类化合物包括但不限于甲酚、或者二甲酚、或者壬基酚、或者苯酹、或者对叔丁基酹、或者邻叔丁基酹、或者对苯基酹、或者邻苯基苯酹、或者对苯基苯酚、或者二酚基丙烷、或者对烷基酚，所述的烷基酚的烷基为直链或者含支链。
[0008]进一步的，所述的胺包括但不限于乙二胺、或者二乙烯三胺、或者三乙烯四胺、或者四乙烯五胺、或者多乙烯多胺、或者间苯二甲胺、或者氨乙基哌嗪、或者异佛尔酮二胺、间苯二甲胺，1，3-BAC。
[0009]进一步的，所述的醋酸锌的质量为腰果酚质量的0.3%~5%。
[0010]具体的，可以分2-5次加入剩下的多聚甲醛。
[0011]本发明使用时，可以单独使用，也可以与其他固化剂混用，提高其他固化剂的干性，耐热性。
[0012]本发明合成的固化剂具有非常好的表面硬度(>2H)与邵氏硬度(>950)，光泽性好(高光)、耐高温性能好(100°c下30min强度损失不超过30%)、可低温快速固化。本发明是一种固化温度范围广、耐高温、表面性能优良的环氧树脂固化剂，适合底漆和面漆的要求。
[0013]本发明与现有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明的腰果酚改性酚醛胺固化剂由于腰果酚中烷基长链(_C15H31-2n，n=0-3)的作用，对体系有增韧作用，但是造成了与环氧固化体系的耐热性下降。本发明在反应分子中引入苯环之间的酚醛结构，大大提高了一般环氧树脂的耐热性和硬度(包括表面硬度和固块硬度)，并且分子量大，毒性低，韧性好。相对于酸酐类和苯胺类等其他耐热型固化剂，本款固化剂的优势在于提高了一般腰果酚固化剂耐热性能和硬度，同时也保留了良好的韧性及低温固化性，综合性能突出。适用于一些对耐热性能有要求但不是太高，但是保持低温(-10°C )固化，韧性好等传统腰果酚树脂的优点的场合，如变压器涂装。
【具体实施方式】:
[0014]实施例1
[0015]将双酹A (1mol )、腰果酹(300g, 1mol)和多聚甲醒(30g, 1mol)加入带加热套的四口瓶中，并加入3g醋酸锌作为催化剂，100°C下加热2小时得中间体SM。SM降温至65°C，加入二乙烯三胺(1mol)，在此温度搅拌状态下分批加入多聚甲醛(30g, lmol)然后温度升高到80°C反应5小时，反应结束后真空状态下脱去反应中生成的水出料得到该固化剂(S1)。粘度30000mPa.S，胺值290mgK0H/g，固含量95%，表面硬度>2H，邵氏硬度>95度
[0016]耐热性能比较
[0017]
【权利要求】
1.一种基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于:首先按照重量称取腰果酚、酚类化合物、多聚甲醛、胺，所述的腰果酚、酚类化合物、多聚甲醛、胺的摩尔比为1: O~3:0.5~4:0.8~1.5，将腰果酚、酚类化合物以及部分多聚甲醛加入反应容器中，并加入适量醋酸锌作为催化剂，在75~100 °C下加热2~6小时得中间体，然后将所述的中间体降温至60~68°C，加入胺，在此温度并在搅拌状态下分批加入剩下的多聚甲醛，然后将温度提高到65~95 V，反应4~8小时，真空状态下脱水得到固化剂。
2.如权利要求1所述的基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于:在将腰果酚和酚类化合物加入反应容器的过程中，腰果酚与酚类化合物的摩尔比为1:1~3。
3.如权利要求1所述的基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于:所述的酚类化合物包括甲酚、或者二甲酚、或者壬基酚、或者苯酚、或者对叔丁基酚、或者邻叔丁基酹、或者对苯基酹、或者邻苯基苯酹、或者对苯基苯酹、或者二酹基丙烷、或者对烷基酚，所述的烷基酚的烷基为直链或者含支链。
4.如权利要求1所述的基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于:所述的胺包括乙二胺、或者二乙烯三胺、或者三乙烯四胺、或者四乙烯五胺、或者多乙烯多胺、或者间苯二甲胺、或者氨乙基哌嗪、或者异佛尔酮二胺、间苯二甲胺，1，3-BAC。
5.如权利要求1所述的基于腰果酚的耐高温环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于:所述的醋酸锌的质量 为腰果酚质量的0.3%~5%。
【文档编号】C08G59/62GK103739828SQ201310703958
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】黎明, 黎炘, 宋学良 申请人:上海美东生物材料有限公司