一种资源节约、高效绿色的植物基催化功能材料的制作方法

文档序号:12958298阅读:376来源:国知局

本发明属于新材料领域,涉及一种资源节约、高效绿色的植物基催化功能材料,涉及天然植物高分子新学科。催化功能材料被广泛应用于环氧涂料、环氧油墨、环氧粘结剂行业,用于对各种工程建设产品的防腐蝕涂装和涂饰,具体地说,被广泛应用于电力、能源、交通、船舶、宇航、化工、汽车、电子、建筑等领域产品的防腐蝕涂装和涂饰。



背景技术:

环氧树脂是重要的工业原料,是带有反应性环氧基团的线性结构物,它必须与环氧固化剂混合使用,使环氧树脂上的环氧基团开环,和环氧固化剂上的氨基发生交链,形成三向立体网状的高分子固化物(漆膜),漆膜牢固附着在钢铁、金属或其他基材表面,产生防腐、涂装、涂饰的实用效果。最常用的环氧固化剂是酚醛胺环氧固化剂,它是由化工毒性苯酚、醛、胺进行三元缩聚合成反应得到的,商品名为t31。近十年国内出现用天然植物腰果酚,替代毒性苯酚,完成腰果酚、醛、胺三元缩聚合成反应,得到环保性的腰果酚环氧固化剂,与环氧树脂混合使用形成的固化物(漆膜),在基材表面有很好的附着力、硬度、冲击强度,有很好的机械性能,有突出的耐化学腐蚀性能(重防腐施工),有独特的低温固化性能(在寒冬也可室外施工),很受用户欢迎。天然植物腰果酚是从腰果壳油中精镏出来的植物高分子新材料。腰果树生長在亚热带,年年开花结果,果仁美食,果壳炸油,植物资源循环再生利用。

在市面上收集到的腰果酚环氧固化剂,用铁钴比色计测量,色度一般在8到18之间,多数为红棕色液体,用数显粘度计测量,粘度一般在几千到几万mpa.s,多数为粘稠液体。这在实际的涂装和涂饰施工中,往往遇到两个问题:1)腰果酚环氧固化剂颜色不够浅,只能用于底涂和中涂,很难用于面涂层;2)腰果酚环氧固化剂粘度不够低,使涂装和涂饰时的湿漆膜流平性差,如用有机溶剂稀释施工,环保性降失。最近获得授权的中国发明专利zl201210042725.8,以植物质茶多酚中的酚酸成分为催化剂,完成腰果酚、醛、胺三元缩聚合成反应,得到的腰果酚环氧固化剂,低色度,低粘度,100%固含量,解决了上述两大难题,取得突破性进展。茶多酚是茶叶中含的多酚物质,其組成分有酚酸、花色苷、儿茶素、黄酮醇、黄烷醇等。



本技术:
专利是在zl201210042725.8专利的基础上,研发向更高层次发展。以茶多酚中的儿茶素成分为催化剂,进行腰果酚、醛、胺三元缩聚合成反应,结果发现,儿茶素是一种资源节约、高效绿色的植物基催化功能材料。



技术实现要素:

本发明以植物质茶多酚中的儿茶素成分为催化剂,用天然植物腰果酚、四乙烯五胺、多聚甲醛三种原料,进行三元缩聚合成反应,主产物生成天然植物腰果酚醛胺,付产物生成水,水经真空脱水排出,得到天然植物腰果酚醛胺淡黄色透明液体,是腰果酚环氧固化剂的新品种。合成反应方程式如下:

具体实施方式

在一个1000ml四口玻璃反应釜上,装有电动搅拌器、迴流冷凝器、直流冷凝器、温度计、氮气进口、加料口,在500转/分钟的搅拌速度下,由加料口,加入儿茶素催化剂,用量是物料总量的0.2-0.5%,再加入天然植物腰果酚、四乙烯五胺、多聚甲醛,摩尔比为1.0-1.2∶0.8-1.0∶0.7-1.0,腰果酚纯度≥99%,四乙烯五胺纯度≥90%,多聚甲醛纯度≥95%,釜内通氮除氧,迴流冷凝器用冰水循环致冷,用油浴加热反应釜使釜内温度升至50±1℃,保温约1小时,釜内多聚甲醛固体粉末完全消失,液体呈浑浊状,表示三元缩聚合成反应完成,然后,实施真空脱水,关闭氮气入口,关闭迴流冷凝器,接通直流冷凝器,直流冷凝器用冰水循环致冷,在不小于1000转/分钟的搅拌速度下,接通真空机泵抽真空,直至釜内真空度达到-0.098mpa,生成的水经直流冷凝器流入计量容器,当出水量达到理论出水量的80%以上,反应釜内浑浊状液体变成清彻透明液体,停止真空脱水。

真空脱水后的产物为淡黄色清彻透明液体,铁钴比色计测得的色度为2~4,数显粘度计测得的粘度为200~600mpa.s,100%固含量。与环氧树脂按当量计算配比混合,在钢铁、金属和其他基材表面涂装和涂饰,形成的固化物漆膜,有很好的附着力、硬度、冲击强度,有很好的机械性能,有突出的耐化学腐蚀性能,有独特的低温固化性能。

腰果酚、醛、胺三元缩聚合成反应原本在145℃保温3小时才能完成,在儿茶素催化剂参与下,只需50℃保温1小时,大大降低了能耗和人耗。儿茶素是一种资源节约、高效绿色的植物基催化功能材料。



技术特征:

技术总结
本发明是一种资源节约、高效绿色的植物基催化功能材料儿茶素,属新材料领域。以儿茶素为催化剂,完成天然植物腰果酚、醛、胺三元缩聚合成反应,只需50±1℃保温1小时,原本要在145℃保温3小时才能完成,大大降低能耗和人耗,得到的合成产物为腰果酚环氧固化剂新品种,与环氧树脂按当量计算混合使用,在钢铁、金属和其他基材表面上,进行防腐蚀涂装和涂饰,形成的固化物漆膜,有很好的机械性能、重防腐性能和低温固化性能。

技术研发人员:魏亚杰;谭正
受保护的技术使用者:常州杰美新高分子科技有限公司
技术研发日:2016.05.12
技术公布日:2017.11.21
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