一种环氧固化剂、防腐清漆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种环氧固化剂、防腐清漆及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂具有附着力高、耐化学药品性能优异、硬度高、耐磨性好、耐溶剂性能优、 耐碱性及耐盐雾性好等特点，在工业上应用广泛，已被应用于机械、电气、电子、化工、交通 运输、航天、航空、建筑等领域。但由于传统的环氧树脂涂料多为溶剂型，在生产和施工中会 会挥发出大量的有机溶剂，对环境和人体健康造成很大危害。随着对环境保护要求的日益 提高，环氧树脂涂料水性化是涂料发展必然的趋势。水性环氧树脂涂料是在保留传统溶剂 型环氧树脂涂料优异物理、化学性能的基础上，W水为分散介质，不含挥发性有机溶剂，是 一种环境友好型高分子树脂材料。目前，常用的环氧水性化技术是通过对固化剂进行改性 获得水性环氧固化剂，水性环氧固化剂是水性环氧树脂涂料体系的应用关键。水性环氧涂 料是通过环氧树脂和固化剂反应交联成膜的，固化剂的性质对涂膜的物理和化学性能至关 重要。固化剂的改性原理主要是通过改性，增大其亲水性，使其能稳定的分散在水中，提高 与环氧树脂的相容性，从而提高涂膜的耐水性和耐腐蚀性。运样就需要环氧树脂与固化剂 之间能够混溶、固化，并需要二者的溶解度参数相匹配。水性环氧固化剂常用的主要为改 性胺类固化剂，包括酷胺化的多胺(主要为C18脂肪胺和多元胺缩聚产物)、聚酷胺(主要为 C36二聚酸和多乙締多胺缩聚产物）及胺加成物(主要是胺和环氧加成物)。运些固化剂都 是将多元胺固化剂进行加成、扩链、成盐、中和，在分子中引入非极性基团，使其成为具有亲 环氧树脂分子结构的水分散型固化剂，同时运些固化剂还可作为阳离子型乳化剂对环氧树 脂进行乳化，两种组分混合后制成稳定的乳液。然而，在成盐步骤中传统固化剂大多采用醋 酸进行反应，使得固化剂的耐水性和耐酸碱性能较差，不能达到溶剂型环氧树脂涂料的防 腐效果，其在室溫下固化速度也较慢。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种防腐性能优异，制备 过程简单，成本低廉的环氧固化剂及防腐清漆，同时给出了其制备方法。
[0004] 为了达到W上目的，本发明的一个技术方案如下： 一种环氧固化剂的制备方法，包括W下步骤， 第一步、按照下列配比选取聚乙二醇、酸酢和环氧树脂备用：聚乙二醇/酸酢的摩尔比 为1 : (1. 0~2. 5)，聚乙二醇/环氧树脂的摩尔比为1 : (1. 0~2. 5);将聚乙二醇、酸酢加 入到存在氮气保护的四口烧瓶中，在50~105°C条件下反应2~化后，向四口烧瓶添加环 氧树脂，在50~105°C条件下反应1~化，获得端环氧聚合物； 第二步、按照下列配比选取胺组分备用：端环氧聚合物/胺组分的摩尔比为1 :(1.0~ 2. 5);将胺组分加入到四口烧瓶中，在20~80°C条件下与端环氧聚合物反应1~化，获得 端氨基环氧加成物； 第Ξ步、按照下列配比选取小分子缩水甘油酸备用：端氨基环氧加成物/小分子缩水 甘油酸的摩尔比为1 : (0. 1~1. 2);将小分子缩水甘油酸加入到四口烧瓶中，在20~80°C 条件下与端氨基环氧加成物反应1~化，得到环氧固化剂。
[0005] 本发明通过对环氧树脂进行接枝、加成、扩链、封端制备环氧固化剂，首先在环氧 树脂上接枝非离子型亲水基团-聚乙二醇、酸酢，使得环氧树脂具有一定的亲水性，然后利 用胺基与端环氧聚合物的环氧基开环反应，使胺组分接枝到具有一定亲水性基团的环氧树 脂两端，最后通过小分子缩水甘油酸进行部分封端，W减少两端胺基的活性，提高改性固化 剂与环氧树脂的相容性与乳化性，从而乳化环氧树脂形成大量微纳米级粒子的乳液，同时 环氧固化剂可在室溫下固化环氧树脂形成坚硬的漆膜。
[0006] 本发明进一步完善的技术方案如下： 优选地，所述聚乙二醇优选分子量为400、800、1000、2000、4000、6000、8000的聚乙二 醇中的至少一种。
[0007] 优选地，所述酸酢为邻苯二甲酸酢、甲基四氨苯酢、马来酸酢、甲基六氨苯酢中的 一种或几种。
[000引优选地，所述胺组分为乙二胺、二乙締Ξ胺、Ξ乙締四胺、四乙締五胺W及多乙締 多胺中的一种或几种。
[0009] 优选地，所述小分子缩水甘油酸为丙二醇二缩水甘油酸、下二醇二缩水甘油酸、聚 乙二醇二缩水甘油酸、乙二醇二缩水甘油酸、苯基缩水甘油酸、苄基缩水甘油酸、下基缩水 甘油酸、C12~C14烷基缩水甘油酸中的一种或几种。
[0010] 优选地，所述环氧树脂为E-44环氧树脂、E-51环氧树脂中的至少一种。
[0011] 其它技术方案提供根据上述方法制备的环氧固化剂。
[0012] 还有其它技术方案提供包括根据上述方法制备的环氧固化剂的防腐清漆。
[0013] 又有其它技术方案提供上述防腐清漆的制备方法，包括W下步骤：按照重量比1: (0. 5~2. 5) :(1. 5~3)取环氧固化剂、环氧树脂和水混合，在转速为200±50r/min的条 件下揽拌5~20min，即得到防腐清漆。
[0014] 优选地，所述环氧树脂为E-44、E-51中的至少一种。 阳01引本发明的优点是： 1. 本发明的环氧固化剂具有与环氧树脂较好的相容性，可乳化环氧树脂，形成含有大 量微纳米级粒子的乳液，克服了传统环氧固化剂无法乳化环氧树脂，或者乳化后环氧树脂 粒径较大(一般为几个微米W上)，致使乳液不稳定、易出现分层等弊端； 2. 环氧固化剂在室溫下能较快固化环氧树脂，形成坚硬的漆膜，解决了传统环氧固化 剂在室溫下固化较慢的问题； 3. 本发明的环氧固化剂具有良好的耐水、耐化学药品性能，克服了传统环氧固化剂与 环氧树脂固化成膜后出现的耐水性、耐化学药品性、耐腐蚀性能差的缺陷，适用于环氧树脂 水性化，并实现了水性化环氧树脂在钢结构防腐上的应用； 4. 本发明的环氧固化剂为水溶性固化剂，能与水任意比稀释，具有无污染、环保等优 点，提高了固化剂的应用范围。
[0016] 总之，本发明的环氧固化剂具有自乳化环氧树脂功能，并实现了环氧树脂的水性 化，显著提高了其防腐性能，达到溶剂型环氧树脂的防腐水平，制作简单，成本低廉，适合工 业化生产。
【具体实施方式】
[0017] 本发明所用到的化学试剂及材料均为市购。 阳〇1引实施例一 制备聚乙二醇接枝环氧树脂聚合物：按照聚乙二醇400/邻苯二甲酸酢的摩尔比为1 : 1.0,聚乙二醇400/环氧树脂E51的摩尔比为1 :1.0选取聚乙二醇400、邻苯二甲酸酢和环 氧树脂E51备用。将聚乙二醇400、邻苯二甲酸酢加入到存在氮气保护的四口烧瓶中，50°C 条件下反应化后，向四口烧瓶添加环氧树脂E51，在50°C条件下反应化，获得端环氧聚合 物。四口烧瓶的四个口中分别装有氮气通入装置，回流冷凝管，溫度计和揽拌器。
[0019] 制备端氨基环氧加成物：按照端环氧聚合物/乙二胺的摩尔比为1 :1.0选取乙二 胺备用。将乙二胺加入到四口烧瓶中，在80°C条件下与端环氧聚合物反应比，获得端氨基 环氧加成物。
[0020] 采用小分子缩水甘油酸封端：按照端氨基环氧加成物/苯基缩水甘油酸的摩尔比 为1 :〇. 1选取苯基缩水甘油酸备用。将苯基缩水甘油酸加入到四口烧瓶中，在80°C条件下 与端氨基环氧加成物反应比，得到环氧固化剂。
[0021] 按照重量比1 :0.5 :1. 5取上述环氧固化剂、环氧树脂E51和水混合，在转速为 2(K)r/min的条件下揽拌5min，即得到防腐清漆A，其性能见表1。 W22] 实施例二 制备聚乙二醇接枝环氧树脂聚合物：按照聚乙二醇800/甲基四氨苯酢的摩尔比为1 : 1. 2,聚乙二醇800/环氧树脂E44的摩尔比为1 :1. 2选取聚乙二醇800、甲基四氨苯酢和环 氧树脂E44备用。将聚乙二醇800、甲基四氨苯酢加入到存在氮气保护的四口烧瓶中，70°C 条件下反应4h后，向四口烧瓶添加环氧树脂E44,在70°C条件下反应化，获得端环氧聚合 物。
[0023] 制备端氨基环氧加成物：按照端环氧聚合物/Ξ乙締四胺的摩尔比为1 :1. 2选取 Ξ乙締四胺备用。将Ξ乙締四胺加入到四口烧瓶中，在70°C条件下与端环氧聚合物反应 2. 5h，获得端氨基环氧加成物。
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