CN112390935A - 一种酰胺基胺环氧树脂固化剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，包括重量份数的如下组分：20～80份的烯胺，30～60份的植物油酸，2～8份的酚类化合物，2～8份的环氧树脂，0.5～4份的促进剂。制备方法为烯胺、植物油酸、环氧树脂和酚类化合物升温至140～180℃后搅拌反应至少2h，降温至温度≤70℃，加入促进剂，搅拌均匀后出料，即得。本发明解决现有技术中聚酰胺固化剂粘度大的问题。本发明提供的酰胺基胺环氧树脂固化剂性能与聚酰胺近似，韧性好，附着力好，此外还具有粘度低(在25℃下，粘度在500厘泊(cP)左右)、对于潮湿表面有很好的附着力的优点，特别适用于土木工程领域。

Description

一种酰胺基胺环氧树脂固化剂及制备方法

技术领域

本发明涉及酰胺基胺固化剂技术领域，特别是涉及一种酰胺基胺环氧树脂固化剂及制备方法。

背景技术

目前在土木工程等领域，一般采用聚酰胺固化剂或T31酚醛胺固化剂作为环氧树脂常温固化剂。聚酰胺固化剂的优点是韧性和附着力好，但缺点是粘度大，操作不简便。T31酚醛胺固化剂优点是成本低、固化速度快，但是比较脆。聚酰胺固化剂一般采用二乙烯三胺或三乙烯四胺与二聚酸反应制得，反应温度一般在180℃以上，反应2～3小时。T31酚醛胺固化剂一般采用乙二胺与苯酚和甲醛反应制得。

目前市场上聚酰胺固化剂主要是聚酰胺650固化剂和聚酰胺651固化剂，聚酰胺650固化剂和聚酰胺651固化剂在40℃时的粘度分别为25000和5000厘泊(cP)左右。对于土木工程领域来说，粘度大带来两个主要问题：1)不能添加更多的填料而导致成本增加；2)粘度大会导致润湿性差，对于灌缝而言，有些地方可能无法渗透而导致无法完成预期效果。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，用于解决现有技术中聚酰胺固化剂粘度大的问题，同时，本发明还将提供一种酰胺基胺环氧树脂固化剂的制备方法。本发明提供的酰胺基胺环氧树脂固化剂性能与聚酰胺近似，韧性好，附着力好，此外还具有粘度低(在25℃下，粘度在500厘泊(cP)左右)、对于潮湿表面有很好的附着力的优点，特别适用于土木工程领域。

为实现上述目的及其他相关目的，

本发明的第一方面，提供一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：20～80份的烯胺，30～60份的植物油酸，2～8份的酚类化合物，2～8份的环氧树脂，0.5～4份的促进剂。

上述酰胺基胺环氧树脂固化剂性能与聚酰胺近似，韧性好，附着力好，此外还具有粘度低(在25℃下，粘度在500厘泊(cP)左右)、对于潮湿表面有很好的附着力的优点。上述酰胺基胺固化剂可作为环氧树脂常温固化或中温固化的固化剂，用于土木工程(新旧混凝土粘接、建筑加固、裂缝修补、隧道补强等)、电子灌封和复合材料等领域。上述酰胺基胺固化剂特别适用于土木工程领域，例如用于新旧混凝土粘接、建筑加固、隧道工程、裂缝修补等。现有的不少建筑结构胶在使用后的几年时间内经常会发现脱胶和强度明显下降的问题。一个问题是建筑中使用的的填料含水量高，而导致环氧树脂体系与填料之间粘接不稳定；另一问题是所补强或加固的建筑物混凝土表面或表层含有一定的水分，而导致胶层逐步失效。如果采用本发明的酰胺基胺固化剂则可以避免这两大问题，使得加固补强效果长期有效，而延长使用寿命。

上述植物油酸(化学名：顺-9-十八碳烯酸)下为浅黄色透明油状液体，不溶于水，可溶于乙醇、汽油等有机溶剂。

于本发明的一实施例中，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：35～65份的烯胺，40～50份的植物油酸，4～6份的酚类化合物，4～6份的环氧树脂，1.5～2.5份的促进剂。

上述酰胺基胺固化剂具有粘度低(在25℃下，粘度在500厘泊(cP)左右)、反应速度快、对潮湿表面有极好附着力、韧性好等优点，特别是对潮湿表面有极好的附着力，可以用于建筑结构胶、界面剂、水下固化环氧体系，可延长建筑物的寿命。

于本发明的一实施例中，所述烯胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的至少一种。

多乙烯多胺，又名多亚乙基多胺，CAS登记号为68131-73-7。

于本发明的一实施例中，所述酚类化合物为苯酚、叔丁基苯酚、双酚A、壬基酚、长链烷基酚中的至少一种。

烷基酚是一类由酚烷基化后产生的化合物，烷基酚一般用来表示有商业价值的丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚、壬基酚、癸基酚及相关的长链烷基酚(LCAP)。

长链烷基酚中使用较为广泛的是十二烷基酚、十六烷基酚等。

于本发明的一实施例中，所述环氧树脂为128液体环氧树脂、601固体环氧树脂中的至少一种。

于本发明的一实施例中，所述促进剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)、苄基二甲胺(BDMA)中的至少一种。

本发明的第二方面，提供一种制备上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一、将烯胺和植物油酸混合均匀，再加入环氧树脂和酚类化合物，升温至140～180℃后搅拌反应至少2h；

步骤二、将步骤一的混合物降温至混合物的温度≤70℃，加入促进剂，搅拌均匀后出料，即得。

上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的制备方法简单，对设备等要求较低，危险性较低，整个工艺过程的能耗小，适用于工业化大规模生产。

于本发明的一实施例中，所述步骤一中搅拌反应的温度为140-180℃，时间为2.5～3.5h。

如上所述，本发明的一种酰胺基胺环氧树脂固化剂及制备方法，具有以下有益效果：上述酰胺基胺环氧树脂固化剂性能与聚酰胺近似，韧性好，附着力好，此外还具有粘度低(在25℃下，粘度在500厘泊(cP)左右)、对于潮湿表面有很好的附着力的优点。上述酰胺基胺固化剂可作为环氧树脂常温固化或中温固化的固化剂，用于土木工程(新旧混凝土粘接、建筑加固、裂缝修补、隧道补强等)、电子灌封和复合材料等领域。上述酰胺基胺固化剂特别适用于土木工程领域，例如用于新旧混凝土粘接、建筑加固、隧道工程、裂缝修补等。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

实施例1

一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：49份的烯胺(三乙烯四胺)、45份的植物油酸，5份的酚类化合物(叔丁基苯酚)，5份的环氧树脂(128液体环氧树脂)，2份的促进剂(DMP-30)。

一种制备上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一、将三乙烯四胺和植物油酸混合均匀，然后在搅拌的条件下缓慢加入128液体环氧树脂，再加入叔丁基苯酚，升温至160℃后搅拌反应3h；

步骤二、将步骤一的混合物降温至混合物的温度≤70℃，加入DMP-30，搅拌均匀后出料，即得。

实施例2

一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：35份的烯胺(二乙烯三胺)，45份的植物油酸，5份的酚类化合物(叔丁基苯酚)，5份的环氧树脂(128液体环氧树脂)，2份的促进剂(DMP-30)。

一种制备上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一、将二乙烯三胺和植物油酸混合均匀，然后在搅拌的条件下缓慢加入128液体环氧树脂，再加入叔丁基苯酚，升温至160℃后搅拌反应3h；

步骤二、将步骤一的混合物降温至混合物的温度≤70℃，加入DMP-30，搅拌均匀后出料，即得。

实施例3

一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：64份的烯胺(四乙烯五胺)，45份的植物油酸，5份的酚类化合物(叔丁基苯酚)，5份的环氧树脂(601固体环氧树脂)，2份的促进剂(BDMA)。

一种制备上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一、将四乙烯五胺和植物油酸混合均匀，然后在搅拌的条件下缓慢加入601固体环氧树脂，再加入叔丁基苯酚，升温至160℃后搅拌反应3h；

步骤二、将步骤一的混合物降温至混合物的温度≤70℃，加入BDMA，搅拌均匀后出料，即得。

实施例4

一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：30份的烯胺(四乙烯五胺)，40份的植物油酸，3份的酚类化合物(叔丁基苯酚)，3份的环氧树脂(601固体环氧树脂)，1份的促进剂(BDMA)。

一种制备上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一、将四乙烯五胺和植物油酸混合均匀，然后在搅拌的条件下缓慢加入601固体环氧树脂，再加入叔丁基苯酚，升温至150℃后搅拌反应3.5h；

步骤二、将步骤一的混合物降温至混合物的温度≤70℃，加入BDMA，搅拌均匀后出料，即得。

实施例5

一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：80份的烯胺(二乙烯三胺)，60份的植物油酸，8份的酚类化合物(叔丁基苯酚)，8份的环氧树脂(128液体环氧树脂)，4份的促进剂(DMP-30)。

一种制备上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，包括如下步骤：

步骤一、将二乙烯三胺和植物油酸混合均匀，然后在搅拌的条件下缓慢加入128液体环氧树脂，再加入叔丁基苯酚，升温至145℃后搅拌反应4h；

步骤二、将步骤一的混合物降温至混合物的温度≤70℃，加入DMP-30，搅拌均匀后出料，即得。

将上述实施例1～实施例5的酰胺基胺环氧树脂固化剂进行如下测试，测试结果如表1所示：

胺值：环氧树脂广泛使用的胺类固化剂，常用胺值表示其官能性。胺值就是中和1g碱性胺所需要的过氯酸和当量氢氧化钾的毫克数。

粘度：测定酰胺基胺环氧树脂固化剂在25℃、40℃下的粘度。

凝胶时间：在25℃下，测定100克128液体环氧树脂和环氧树脂固化剂混合后的初始混合粘度加倍时间。

拉伸断裂伸长率：环氧树脂固化剂在拉断时的位移值与原长的比值，以百分比表示(％)。

粘结强度：采用JGJ110-2008《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》进行测试酰胺基胺环氧树脂固化剂与128液体环氧树脂混合固化后对潮湿混凝土和混凝土的粘结强度。

表格1

从表1的数据中可以看出，酰胺基胺环氧树脂固化剂在25℃、40℃下的粘度均小于常规的聚酰胺固化剂(聚酰胺650固化剂、聚酰胺651固化剂)，所以上述酰胺基胺环氧树脂固化剂可作为环氧树脂常温固化或中温固化的固化剂，并可避免粘度过大导致不能添加更多的填料和无法渗透而导致效果差的问题，上述酰胺基胺环氧树脂固化剂特别适用于土木工程领域，尤其是用于新旧混凝土粘接、建筑加固、隧道工程、裂缝修补等。

从表1的数据中可以看出，一般的聚酰胺固化剂的凝胶时间是120min以上，上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的凝胶时间在30min左右，可以缩短加工时间。韧性一般是测断裂伸长率，一般用于建筑胶的固化剂(除了聚酰胺固化剂)的拉伸断裂伸长率在2～3％，上述酰胺基胺环氧树脂固化剂的拉伸断裂伸长率在3～4％，与聚酰胺固化剂的性能相近。一般是通过拉拔力测试看材料对底材的附着力，采用JGJ110-2008《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》。上述酰胺基胺环氧树脂固化剂和128液体环氧树脂混合固化后对混凝土的拉拔力大于1MPa，对于潮湿混凝土的拉拔力大于0.7MPa。一般的环氧树脂固化剂对于潮湿混凝土没有粘接强度。

综上所述，本发明的酰胺基胺环氧树脂固化剂性能与聚酰胺近似，韧性好，附着力好，此外还具有粘度低(在25℃下，粘度在500厘泊(cP)左右)、对于潮湿表面有很好的附着力的优点。上述酰胺基胺固化剂可作为环氧树脂常温固化或中温固化的固化剂，用于土木工程(新旧混凝土粘接、建筑加固、裂缝修补、隧道补强等)、电子灌封和复合材料等领域。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，其特征在于，所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：20～80份的烯胺，30～60份的植物油酸，2～8份的酚类化合物，2～8份的环氧树脂，0.5～4份的促进剂。

2.根据权利要求1所述的一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，其特征在于：所述酰胺基胺环氧树脂固化剂包括重量份数的如下组分：35～65份的烯胺，40～50份的植物油酸，4～6份的酚类化合物，4～6份的环氧树脂，1.5～2.5份的促进剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，其特征在于：所述烯胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，其特征在于：所述酚类化合物为苯酚、叔丁基苯酚、双酚A、壬基酚、十二烷基酚中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，其特征在于：所述环氧树脂为128液体环氧树脂、601固体环氧树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的一种酰胺基胺环氧树脂固化剂，其特征在于：所述促进剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚、苄基二甲胺中的至少一种。

7.一种制备如权利要求1～6任一项所述酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将烯胺和植物油酸混合均匀，再加入环氧树脂和酚类化合物，升温至140～180℃后搅拌反应至少2h；

步骤二、将步骤一的混合物降温至混合物的温度≤70℃，加入促进剂，搅拌均匀后出料，即得。

8.根据权利要求7所述的一种制备酰胺基胺环氧树脂固化剂的方法，其特征在于：所述步骤一中搅拌反应的温度为140-180℃，时间为2.5～3.5h。