本发明涉及一种固化剂的制备方法，具体地说是一种功能性环氧树脂固化剂的制备方法，属于固化剂
技术领域：
。二、
背景技术：
：环氧树脂广泛应用于建筑、化工、交通、电子等领域，产品主要以溶剂型为主，大量有机溶剂的使用会对环境造成很大危害。虽具有良好的粘接性、绝缘性和优异的防腐性能，但也存在韧性和耐冲击性差等缺点，使其应用受到一定限制。因此，对环氧树脂增韧和水性化的研究具有重要的意义。固化剂中引入柔性链段增韧环氧树脂比外加增韧剂具有明显优势。聚氨酯具有光泽度好、弹性高、粘接力强等优点，能以多种方式与环氧树脂结合，是改性增韧环氧树脂的有效方法。但聚氨酯增韧环氧树脂会造成体系耐热性的降低，而有机硅具有独特的化学结构，其表面能较低，能够在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐候、耐油污和耐高低温等性能。在固化剂中同时引入了有机硅和聚氨酯结构，其与环氧树脂固化所制备的环氧树脂固化膜的韧性、耐热性耐水性均得到提高。三、技术实现要素：本发明旨在提供一种功能性环氧树脂固化剂的制备方法，本发明固化剂可同时乳化和固化环氧树脂，且能够提高环氧树脂的韧性、耐热性和耐水性。本发明功能性环氧树脂固化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂的制备将聚醚二元醇加热抽真空，于120℃脱水2.0小时，随后降温至50℃，加入羟基硅油和二异氰酸酯，控制-NCO与-OH摩尔比为2.0-3.0:1.0，羟基的摩尔量以聚醚二元醇与羟基硅油的总羟基计，羟基硅油与聚醚二元醇的质量比为1:1.5-3，在催化剂作用下于50-90℃反应1.5-2.5小时，随后加入环氧树脂E-51，升温至70-95℃继续反应2-3小时，获得含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂；所述聚醚二元醇的数均分子量为400-4000。所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。所述羟基硅油为小分子量羟基硅油，分子量800-900。所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡，添加量为聚醚二元醇、二异氰酸酯和环氧树脂E-51总质量的0.2-0.4％。所述环氧树脂E-51的添加量为聚醚二元醇、二异氰酸酯和环氧树脂E-51总质量的45-60％。(2)单封端多乙烯多胺的制备将单环氧缩水甘油醚缓慢滴加至多乙烯多胺中，单环氧缩水甘油醚与多乙烯多胺的摩尔比为1:1，于60-80℃下反应3-4小时，获得单封端多乙烯多胺；所述单环氧缩水甘油醚为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、C12-14缩水甘油醚中的任意一种或几种。所述多乙烯多胺为间苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。(3)功能性环氧树脂固化剂的制备将含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂和溶剂滴加至单封端多乙烯多胺中，其中控制环氧基与单封端多乙烯多胺的摩尔比为1：1-1.5，于60-80℃下反应3-4小时，随后加入有机酸成盐，有机酸与剩余胺氢的摩尔比为1：4-5，于55-65℃下继续反应0.5-1小时，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，加入去离子水，制得水性环氧树脂固化剂，固含量控制在45-55％。所述有机酸为乙酸或草酸。所述溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚中的一种或几种。与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、本发明固化剂对液体环氧树脂具有很好的乳化作用，且常温下即可固化环氧树脂。2、本发明首先以聚醚二元醇、二异氰酸酯和羟基硅油制备含硅端异氰酸酯基聚氨酯预聚体，然后接枝环氧树脂制备含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂，制备韧性耐热的水性环氧树脂固化剂，同时引入了聚氨酯和有机硅结构，既能够提高固化膜的韧性，又能提高固化膜的耐热性和耐水性。四、具体实施方式实施例1：本实施例中功能性环氧树脂固化剂的制备方法如下：1、含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂的制备将35g聚醚N210加入干燥的四口烧瓶中，在120℃下抽真空脱水2.0小时，随后降温至50℃，加入12.6g羟基硅油和22.2gIPDI，在催化剂辛酸亚锡(0.25g)作用下于90℃反应2小时，随后加入60g环氧树脂E-51，升温至95℃继续反应2.5小时，获得含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂；2、单封端多乙烯多胺的制备将146g三乙烯四胺中加入到另一四口瓶中，控制温度在70℃，缓慢滴加130g丁基缩水甘油醚，滴加完毕后于70℃继续反应3小时，获得单封端多乙烯多胺；3、功能性环氧树脂固化剂的制备将46g步骤2制备的单封端多乙烯多胺置于装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，缓慢滴加丙二醇甲醚溶解的72g步骤1制备的含硅聚氨酯预聚体接枝环氧树脂，于80℃下反应4小时，降温至60℃，加入12.5g冰醋酸成盐，于60℃下继续反应0.5小时，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，加入去离子水100g，搅拌0.5小时，制得水性环氧树脂固化剂，半透明浅黄色，固含量为54.3％，胺值为156.5KOH/g，粘度为2400mPa.s。将制得的水性环氧树脂固化剂与E-51按比例混合得到水性环氧涂料，配制比例如下：A组分：E-5138克B组分：实施例1所得水性环氧树脂固化剂100克将两组分混合均匀即得水性环氧涂料，性能检测如下：检测项目检测结果表干时间/min100实干时间/h<24铅笔硬度2H附着力/级1柔韧性/mm1耐冲击性/Kg.cm≥50起始分解温度/℃310耐水性(56h)无变化耐油性(机油，30d)无变化实施例2：本实施例中功能性环氧树脂固化剂的制备方法如下：1、含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂的制备将25g聚醚N220加入干燥的四口烧瓶中，在120℃下抽真空脱水2.0小时，随后降温至50℃，加入10.5g羟基硅油和11.1gIPDI，在催化剂辛酸亚锡(0.15g)作用下于80℃反应2小时，随后加入40g环氧树脂E-51，升温至90℃继续反应2.5小时，获得含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂；2、单封端多乙烯多胺的制备将146g三乙烯四胺中加入到另一四口瓶中，控制温度在70℃，缓慢滴加130g丁基缩水甘油醚，滴加完毕后于70℃继续反应3小时，获得单封端多乙烯多胺；3、功能性环氧树脂固化剂的制备将50g步骤2制备的单封端多乙烯多胺置于装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，缓慢滴加丙二醇甲醚溶解的68.4g步骤1制备的含硅聚氨酯预聚体接枝环氧树脂，于80℃下反应4小时，降温至60℃，加入10.9g冰醋酸成盐，于60℃下继续反应0.5小时，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，加入去离子水110g，搅拌0.5小时，制得水性环氧树脂固化剂，半透明浅黄色，固含量为50.8％，胺值为159.9KOH/g，粘度为2500mPa.s。将制得的水性环氧树脂固化剂与E-51按比例混合得到水性环氧涂料，配制比例如下：A组分：E-5142.5克B组分：实施例2所得水性环氧树脂固化剂100克将两组分混合均匀即得水性环氧涂料，性能检测如下：检测项目检测结果表干时间/min120实干时间/h<24铅笔硬度2H附着力/级1柔韧性/mm1耐冲击性/Kg.cm≥50起始分解温度/℃305耐水性(56h)无变化耐油性(机油，30d)无变化实施例3：本实施例中功能性环氧树脂固化剂的制备方法如下：1、含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂的制备将30g聚醚N210加入干燥的四口烧瓶中，在120℃下抽真空脱水2.0小时，随后降温至50℃，加入16.8g羟基硅油和17.4gTDI，在催化剂辛酸亚锡(0.22g)作用下于70℃反应2小时，随后加入60g环氧树脂E-51，升温至85℃继续反应2.5小时，获得含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂；2、单封端多乙烯多胺的制备将146g三乙烯四胺中加入到另一四口瓶中，控制温度在70℃，缓慢滴加130g丁基缩水甘油醚，滴加完毕后于70℃继续反应3小时，获得单封端多乙烯多胺；3、功能性环氧树脂固化剂的制备将50g步骤2制备的单封端多乙烯多胺置于装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，缓慢滴加丙二醇甲醚溶解的75g步骤1制备的含硅聚氨酯预聚体接枝环氧树脂，于80℃下反应4小时，降温至60℃，加入10.9g冰醋酸成盐，于60℃下继续反应0.5小时，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，加入去离子水110g，搅拌0.5小时，制得水性环氧树脂固化剂，半透明浅黄色，固含量为52.1％，胺值为162KOH/g，粘度为2300mP.s。将制得的水性环氧树脂固化剂与E-51按比例混合得到水性环氧涂料，配制比例如下：A组分：E-5143克B组分：实例3所得水性环氧树脂固化剂100克将两组分混合均匀即得水性环氧涂料，性能检测如下：检测项目检测结果表干时间/min100实干时间/h<24铅笔硬度3H附着力/级1柔韧性/mm1耐冲击性/Kg.cm≥50起始分解温度/℃318耐水性(56h)无变化耐油性(机油，30d)无变化实施例4：本实施例中功能性环氧树脂固化剂的制备方法如下：1、含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂的制备将20g聚醚N220加入干燥的四口烧瓶中，在120℃下抽真空脱水2.0小时，随后降温至50℃，加入12.6g羟基硅油和17.4gTDI，在催化剂辛酸亚锡(0.15g)作用下于70℃反应2小时，随后加入40g环氧树脂E-51，升温至85℃继续反应2.5小时，获得含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂；2、单封端多乙烯多胺的制备将146g三乙烯四胺中加入到另一四口瓶中，控制温度在70℃，缓慢滴加130g丁基缩水甘油醚，滴加完毕后于70℃继续反应3小时，获得单封端多乙烯多胺；3、功能性环氧树脂固化剂的制备将50g步骤2制备的单封端多乙烯多胺置于装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，缓慢滴加丙二醇甲醚溶解的81.5g步骤1制备的含硅聚氨酯预聚体接枝环氧树脂，于80℃下反应4小时，降温至60℃，加入10.9g冰醋酸成盐，于60℃下继续反应0.5小时，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，加入去离子水120g，搅拌0.5小时，制得水性环氧树脂固化剂，半透明浅黄色，固含量为51.3％，胺值为146.2KOH/g，粘度为2500mPa.s。将制得的水性环氧树脂固化剂与E-51按比例混合得到水性环氧涂料，配制比例如下：A组分：E-5152克B组分：实例4所得水性环氧树脂固化剂100克将两组分混合均匀即得水性环氧涂料，性能检测如下：检测项目检测结果表干时间/min110实干时间/h<24铅笔硬度2H附着力/级1柔韧性/mm1耐冲击性/Kg.cm≥50起始分解温度/℃314耐水性(56h)无变化耐油性(机油，30d)无变化实施例5：本实施例中功能性环氧树脂固化剂的制备方法如下：1、含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂的制备将35g聚醚N210加入干燥的四口烧瓶中，在120℃下抽真空脱水2.0小时，随后降温至50℃，加入12.6g羟基硅油和22.2gIPDI，在催化剂辛酸亚锡(0.22g)作用下于90℃反应2小时，随后加入60g环氧树脂E-51，升温至95℃继续反应2.5小时，获得含硅聚氨酯预聚体接枝的环氧树脂；2、单封端多乙烯多胺的制备将94.5g四乙烯五胺中加入到另一四口瓶中，控制温度在70℃，缓慢滴加65g丁基缩水甘油醚，滴加完毕后于70℃继续反应3小时，获得单封端多乙烯多胺；3、功能性环氧树脂固化剂的制备将40g步骤2制备的单封端多乙烯多胺置于装有搅拌器、回流冷凝管、温度计的四口烧瓶中，缓慢滴加丙二醇甲醚溶解的54.3g步骤1制备的含硅聚氨酯预聚体接枝环氧树脂，于80℃下反应4小时，降温至60℃，加入9.4g冰醋酸成盐，于60℃下继续反应0.5小时，反应结束后减压蒸馏除去溶剂，加入去离子水100g，搅拌0.5小时，制得水性环氧树脂固化剂，半透明浅黄色，固含量为47.6％，胺值为161.5KOH/g，粘度为2400mPa.s。将制得的水性环氧树脂固化剂与E-51按比例混合得到水性环氧涂料，配制比例如下：A组分：E-5156克B组分：实例5所得水性环氧树脂固化剂100克将两组分混合均匀即得水性环氧涂料，性能检测如下：检测项目检测结果表干时间/min100实干时间/h<24铅笔硬度3H附着力/级1柔韧性/mm1耐冲击性/Kg.cm≥50起始分解温度/℃320耐水性(56h)无变化耐油性(机油，30d)无变化当前第1页1 2 3