专利名称：一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种环氧树脂固化剂，尤其是涉及一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法。
背景技术：
环氧树脂作为涂料、电器绝缘材料、工业胶粘剂和复合材料的重要基体树脂之一，被广泛用于各种领域。环氧树脂使用时，必须加入固化剂，并在一定条件下进行固化反应，生成立体网状结构的产物，才会显现出各种优良的性能，成为具有真正实用价值的环氧材料。因此，固化剂在环氧树脂的应用中具有决定性的作用。环氧树脂固化剂分为显在型固化剂和潜伏型固化剂。显在型固化剂与环氧树脂组成双组分体系，即固化剂与环氧树脂分别包装，施工时将两种组分按比例混合使用；潜伏型固化剂与环氧树脂组成单组分体系，在室温下具有一定的储存稳定性，而在加热、光照、湿气、加压等条件下能迅速进行固化反应。与双组分环氧树脂体系相比，由潜伏型固化剂与环氧树脂混合配制而成的单组分环氧树脂体系具有简化生产操作工艺、防止环境污染、提高产品质量、适应现代大规模工业化生产等优点。因此，潜伏型固化剂是近年来国内外环氧树脂固化剂研究与开发的重点。双氰胺是一种常用的潜伏型环氧树脂固化剂，在室温下有长达6个月以上的储存期，但它在使用过程中存在着固化温度高、在环氧树脂中溶解度小等缺点，从而限制了其应用。在满足双氰胺/环氧树脂体系良好储存稳定性的前提下，将双氰胺固化环氧树脂的反应温度降低至中温范围，而又不影响其使用性能；并且使固态的双氰胺液相化，避免单组分环氧胶的不均相；是目前潜伏型环氧树脂固化剂研究的热点。常用的降低双氰胺固化温度的方法有两种1、加入促进剂以降低其固化温度；2、通过分子设计对双氰胺进行化学改性，以提高其固化反应的活性。焦剑等人(Jiao J. ,Lan L. ff. ,Polymer Materials Scienceand Engineering, 2000,16 (6) : 115-117)用甲基丙烯酸钝化2-乙基-4甲基咪唑作为促进剂降低双氰胺固化环氧树脂的反应温度，但是也影响了双氰胺/环氧树脂固化体系的储存期；日本专利JP49093498A中采用芳香族二胺与双氰胺反应制得其衍生物，但是所得产物为固体粉末，不易在环氧树脂中均匀分散。中国专利CN1194025C中采用新癸酸缩水甘油酯改性双氰胺，但是反应时间较长，成本也比较高。虽然研究双氰胺做环氧树脂固化剂的报道较多，但是未见系统研究环氧树脂稀释剂改性双氰胺制备液态潜伏型环氧树脂固化剂的报道。
发明内容
本发明旨在提供一种可提高液化后的双氰胺与环氧树脂的相溶性的液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法。所述液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂按质量比的组成为双氰胺100，环氧树脂稀释剂120 300，促进剂O. 5 I. 0，溶剂100 200。
所述液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂按质量比的组成优选为双氰胺100，环氧树脂稀释剂130 180，促进剂O. 6 O. 8，溶剂130 150。
所述液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法如下向容器中加入双氰胺，再加入溶剂，装上搅拌器和冷凝管，再将容器置于电热套中加热，待双氰胺溶解后，加入环氧树脂稀释剂和促进剂反应后，即得液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂。所述容器最好为带有电动搅拌、温度计和回流冷凝管的三颈瓶；所述环氧树脂稀释剂可选自正丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油酯等中的一种；所述促进剂可选自2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑等中的一种；所述溶剂可选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚等中的一种；所述反应的温度可为120 160°C，反应的时间可为4 6h。将制得的液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂和环氧树脂装入玻璃研钵中，研磨均匀后，用玻璃棒蘸取少许固化剂/环氧树脂混合物涂于载玻片上，再将载玻片放入真空干燥箱中加热固化，固化完全后测试固化物的性能。所述环氧树脂可采用牌号为E-51的环氧树脂；所述液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂和环氧树脂的质量比可为(15 30) 100 ;所述固化温度可为140 160°C ;所述固化反应时间可为O. 5 Ih。本发明采用环氧树脂稀释剂和双氰胺反应，制得液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化齐U，其固化环氧树脂有优良的机械性能，而且具有以下突出特点I.液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂为粘稠性的液体，与环氧树脂的相溶性良好，有利于和环氧树脂混合均匀，且不会产生沉淀；2.产物反应活性高，在中温下即可与环氧树脂发生固化反应，气味小，无毒性，储存稳定性好；3.合成工艺简单，操作方便，易于实现大规模工业化生产。
具体实施例方式实施例II)称取8. 41g双氰胺于三颈瓶中，然后加入IOml乙二醇单甲醚，装上搅拌器和冷凝管，再将三颈瓶置于电热套中加热，温度为140°C，待双氰胺溶解完全以后，加入16. 94g正丁基缩水甘油醚，反应4h以后停止反应，得到棕色粘稠性透明液体。2)分别称取O. 48g液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂和3. Og环氧树脂E_51装入玻璃研钵中，研磨均匀后，用玻璃棒蘸取少许固化剂/环氧树脂混合物涂于载玻片上，再将载玻片放入真空干燥箱中150°C加热固化O. 5h，固化完全后测试固化物的性能。液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的性能参见表1，液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂与环氧树脂固化物的性能参见表2。表I
权利要求
1.一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂，其特征在于按质量比的组成为 双氰胺100，环氧树脂稀释剂120 300，促进剂O. 5 I. 0，溶剂100 200。
2.如权利要求I所述的一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂，其特征在于按质量比的组成为 双氰胺100，环氧树脂稀释剂130 180，促进剂O. 6 O. 8，溶剂130 150。
3.如权利要求I所述的一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于其具体步骤如下 向容器中加入双氰胺，再加入溶剂，装上搅拌器和冷凝管，再将容器置于电热套中加热，待双氰胺溶解后，加入环氧树脂稀释剂和促进剂反应后，即得液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂。
4.如权利要求3所述的一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于所述容器为带有电动搅拌、温度计和回流冷凝管的三颈瓶。
5.如权利要求3所述的一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于所述环氧树脂稀释剂选自正丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油酯中的一种。
6.如权利要求3所述的一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于所述促进剂选自2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑中的一种。
7.如权利要求3所述的一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于所述溶剂选自乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚中的一种。
8.如权利要求3所述的一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于所述反应的温度为120 160°C，反应的时间为4 6h。
全文摘要
一种液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法，涉及一种环氧树脂固化剂。提供一种可提高液化后的双氰胺与环氧树脂的相溶性的液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法。所述液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂按质量比的组成为双氰胺100，环氧树脂稀释剂120～300，促进剂0.5～1.0，溶剂100～200。向容器中加入双氰胺，再加入溶剂，装上搅拌器和冷凝管，再将容器置于电热套中加热，待双氰胺溶解后，加入环氧树脂稀释剂和促进剂反应后，即得液态双氰胺潜伏型环氧树脂固化剂。
文档编号C08G59/50GK102633987SQ201210126249
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月26日 优先权日2012年4月26日
发明者吕耕敏, 寇亮亮, 尚明屹, 廖毅彬, 洪阿乐, 蒲珏文, 邹友思, 郑延清, 魏雨薇, 黄莺 申请人:厦门大学