一种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂、制备方法及其应用与流程

本发明属于环氧树脂固化剂，具体涉及一种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂、制备方法及其应用。

背景技术：

1、环氧树脂通常作为底漆用于大型钢结构，例如船舶、桥梁和工业设备和装置。但低温下施工时，固化缓慢严重降低涂装效率。另一方面，当空气中湿度较大时，基材表面附有水膜，一是能够溶解胺类固化剂，使之不能与环氧树脂反应，降低涂层各项力学性能，二是促进钢基材的腐蚀，三是水膜的存在，进一步降低涂层的附着力。最终加剧漆膜脱落，钢构件腐蚀丧失力学性能。

2、中国发明专利cn103044266a、cn101747205a，cn101555310a、cn101173086a等均公开了低温固化剂及其制备方法，但均未涉及对潮湿环境(＞95％rh)中基材表面水膜的处理。而公知的潮湿条件的固化剂酮亚胺，虽然可以在高湿或者有水的条件下固化环氧树脂，但是其反应活性有限，并不适用于低温环境(＜5℃)使用，且对附着力和钢材延缓腐蚀并无有益影响。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂，使得固化反应在潮湿、低温的环境中得以快速进行，还能大大提高涂层的附着力，同时形成强力致密的吸附膜能够阻止腐蚀反应进行且不会迁移造成污染。

2、本发明的另一目的在于提供这种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂的制备方法。

3、本发明的再一目的在于提供这种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂的用途。

4、为了实现以上发明目的，本发明采用如下的技术方案：

5、一种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂，结构如式(ⅰ)所示：

6、

7、其中：r选自c2-c12的直链或支链烷基，优选为c2-c6的直链或支链烷基；r1选自--ch3或者r2选自或者-nh-；r3选自h或者并且r1,r2,r3中至少一个为苯环结构。

8、另一方面，前述的用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂的制备方法，由式(ⅱ)所示结构的化合物与式(ⅲ)所示结构的化合物反应制得：

9、

10、其中，r、r1、r2、r3与式(ⅰ)中相同。

11、在一个具体的实施方案中，式(ⅲ)所示结构的化合物选自1-苄基-2-硫脲、1-苯酰基-3-苯基硫脲、n-(4-乙酰基苯)硫脲、1-(3-乙酰苯基)-2-硫脲中的任一种。

12、在一个具体的实施方案中，所述式(ⅱ)所示结构的化合物与式(ⅲ)所示结构的化合物的摩尔比为1:1.9-2.1，优选为1:1.95-2.05。

13、在一个具体的实施方案中，在常温状态下，在反应容器中加入溶解有式(ⅱ)所示结构的化合物和式(ⅲ)所示结构的化合物的溶液，氮气置换，将反应釜升温至反应温度反应后，通入冷凝水降温，得到产物。

14、在一个具体的实施方案中，溶解所述式(ⅱ)所示结构的化合物与式(ⅲ)所示结构的化合物的溶剂为四氯化碳、乙酸乙酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的至少任一种。

15、在一个具体的实施方案中，反应温度为30-120℃，优选为50-110℃。

16、在一个具体的实施方案中，反应时间为0.5h-10h，优选为2h-5h。

17、再一方面，前述的或者前述方法制备的用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂在低温潮湿环境中固化环氧树脂的应用，尤其适用于大型钢结构的涂装。

18、与现有技术相比，本发明技术方案有益效果在于：

19、1)本发明的环氧树脂固化剂含有酮亚胺结构，可以吸收潮湿环境下金属基材表面附着的水膜，减少了水膜对胺固化剂的溶解损耗，并与之反应释放出胺基固化环氧树脂。

20、2)本发明的环氧树脂固化剂与水反应同时释放出酰基硫脲类物质，其含有的硫脲结构与环氧树脂反应放出大量的热进一步促进固化反应，使反应能够在低温下快速进行。

21、3)本发明的环氧树脂固化剂与水反应释放出的酰基硫脲类物质，含有丰富的酮结构，苯环结构和s原子、n原子，通过与铁原子形成反馈键和共价键，能够紧密地吸附在金属基材表面，有效抑制腐蚀反应的进行，且作为缓蚀剂不会迁移造成环境污染。

22、4)本发明的环氧树脂固化剂与水反应释放出的酰基硫脲类物质，通过酰基硫脲吸附在金属表面，可大大提高涂层对金属基底的附着力，提高涂层的防护作用。

技术特征：

1.一种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂，其特征在于，结构如式(ⅰ)所示：

2.权利要求1所述的用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，由式(ii)所示结构的化合物与式(ⅲ)所示结构的化合物反应制得：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，式(ⅲ)所示结构的化合物选自1-苄基-2-硫脲、1-苯酰基-3-苯基硫脲、n-(4-乙酰基苯)硫脲、1-(3-乙酰苯基)-2-硫脲中的任一种。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，式(ii)所示结构的化合物与式(ⅲ)所示结构的化合物的摩尔比为1:1.9-2.1，优选为1:1.95-2.05。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在常温状态下，在反应容器中加入溶解有式(ii)所示结构的化合物和式(ⅲ)所示结构的化合物的溶液，氮气置换，将反应釜升温至反应温度反应后，通入冷凝水降温，得到产物。

6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，溶解所述式(ii)所示结构的化合物与式(ⅲ)所示结构的化合物的溶剂为四氯化碳、乙酸乙酯、丁酮、甲苯、二甲苯中的至少任一种。

7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，反应温度为30-120℃，优选为50-110℃。

8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，反应时间为0.5h-10h，优选为2h-5h。

9.权利要求1所述的或者权利要求2～8任一项所述方法制备的用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂在低温潮湿环境中固化环氧树脂的应用。

10.根据权利要求9所述的用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂在低温潮湿环境中固化环氧树脂的应用，其特征在于，用于大型钢结构的涂装。

技术总结
本发明涉及一种用于低温潮湿环境下缓蚀环氧树脂固化剂及其制备方法，所述环氧树脂固化剂结构如式(Ⅰ)所示：本发明环氧树脂固化剂含有酮亚胺结构，在潮湿环境中与水反应，一方面释放出伯胺，固化环氧树脂；一方面释放出酰基硫脲类物质，与环氧树脂快速反应放出大量的热，进一步促进胺与环氧的反应，使固化反应在潮湿、低温的环境中得以快速进行；酰基硫脲中的O、S和N原子及苯环的π电子在金属表面吸附，大大提高涂层的附着力，同时形成强力致密的吸附膜能够阻止腐蚀反应进行且不会迁移造成污染。本发明固化剂尤其适用于寒冷潮湿环境下大型钢结构的涂装。

技术研发人员：张春,吴鹏超,牟昌盛,谢忠祥,刘大伟,刘赵兴
受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16