一種改性脂環(huán)胺固化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性脂環(huán)胺固化劑，由甲基環(huán)己二胺和丙烯腈兩種原料反應(yīng)而成，其中丙烯腈占原料總質(zhì)量比的1%~50%。所述甲基環(huán)己二胺是4-甲基-1,3-環(huán)己二胺、4-甲基-1,2-環(huán)己二胺中的一種或兩種。該改性脂環(huán)胺固化劑的制備方法，采用以下步驟實現(xiàn)：設(shè)置有攪拌裝置和溫控裝置的容器中加入甲基環(huán)己二胺，然后開啟攪拌裝置；向上述容器中滴加丙烯腈，并控制滴加速度、使其在1~2小時內(nèi)滴加完成，持續(xù)攪拌、使丙烯腈和甲基環(huán)己二胺混合均勻；滴加結(jié)束以后，使用溫控裝置將上述物料加熱至70℃~100℃，持續(xù)攪拌，使其反應(yīng)0.5~3小時，降溫出料。本發(fā)明克服了現(xiàn)有脂環(huán)胺固化劑固化速率快、放熱量大、易吸潮泛白的缺點，適用于風(fēng)輪葉片、船舶、運動器材等眾多領(lǐng)域。
【專利說明】一種改性脂環(huán)胺固化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂固化劑，特別是一種改性脂環(huán)胺固化劑及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]環(huán)氧樹脂的固化劑種類繁多，常見的室溫固化劑有脂肪胺、脂環(huán)胺和聚酰胺等。聚酰胺由于其黏度較大，室溫下很難適用于對一些黏度要求較低的加工工藝，如RTM工藝、真空導(dǎo)入工藝。脂肪胺和脂環(huán)胺的黏度較小，因此經(jīng)常被用于上述加工工藝，并具有良好的力學(xué)性能和耐化學(xué)品性能。但是他們存在如下不足之處:I)固化速率快，可使用時間短；2)放熱量大，一次用量不能太大，否則可能產(chǎn)生爆聚的危險；3)有吸潮性，在空氣中易與水或二氧化碳發(fā)生反應(yīng)而變質(zhì)。其中，脂肪胺的反應(yīng)活性往往高于脂環(huán)胺。
[0003]隨著復(fù)合材料工業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)氧樹脂被應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域，對其性能的要求也越來越高。許多大型復(fù)合材料制品(如風(fēng)輪葉片、船舶等)制造工藝所需時間非常長，對環(huán)氧樹脂的可使用時間要求隨之增加，并同時要求具有低的放熱溫度和良好的力學(xué)性能，而現(xiàn)有的脂肪胺類和脂環(huán)胺類固化劑很難滿足這些要求。
[0004]使用丙烯腈與胺類固化劑發(fā)生邁克爾反應(yīng)是延長胺類固化劑可使用時間的一種有效方法，如丙烯腈改性三乙烯四胺、四乙烯五胺、異佛爾酮二胺等產(chǎn)品均已存在并實際應(yīng)用。但到目前為止，尚無任何關(guān)于甲基環(huán)己二胺固化劑改性的報道出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是: 在保留甲基環(huán)己二胺固化劑黏度低和力學(xué)性能高的優(yōu)點的條件下，降低其固化速率和固化放熱，延長其可使用時間，并解決其易吸潮泛白的缺點。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的:
一種改性脂環(huán)胺固化劑，其特征是:由甲基環(huán)己二胺和丙烯腈兩種原料反應(yīng)而成，其中丙烯腈占原料總質(zhì)量比的1°/T50%。
[0007]所述甲基環(huán)己二胺是4-甲基-1，3-環(huán)己二胺、4-甲基-1，2-環(huán)己二胺中的一種或兩種。
[0008]一種改性脂環(huán)胺固化劑的制備方法，采用以下步驟實現(xiàn):
第一步:向設(shè)置有攪拌裝置和溫控裝置的容器中加入甲基環(huán)己二胺，然后開啟攪拌裝
置；
第二步:向上述容器中滴加丙烯腈，并控制滴加速度、使其在廣2小時內(nèi)滴加完成，持續(xù)攪拌、使丙烯腈和甲基環(huán)己二胺混合均勻；
第三步:滴加結(jié)束以后，使用溫控裝置將上述物料加熱至70°C~100°C，持續(xù)攪拌，使其反應(yīng)0.5^3小時，降溫出料。
[0009]本發(fā)明的產(chǎn)生的有益效果是:
本發(fā)明改性脂環(huán)胺固化劑通過用丙烯腈與甲基環(huán)己二胺進行邁克爾反應(yīng)，得到脂環(huán)胺的加成物，從而降低固化劑的反應(yīng)活性，延長了固化劑的可操作時間，并改善了其防吸潮泛白的性能。隨著丙烯腈在反應(yīng)物中所占比例的變化，改性脂環(huán)胺固化劑的性能也隨之變化；一般來說，丙烯腈所占比例越大，改性脂環(huán)胺固化劑的反應(yīng)活性越小，可操作時間越長，但過高的丙烯腈用量可能會影響固化物的力學(xué)性能。
[0010]本發(fā)明是世界范圍內(nèi)首次對該甲基環(huán)己二胺固化劑進行改性，以擁有更佳的工藝性能，在風(fēng)輪葉片、船舶等大型復(fù)合材料制品中擁有廣泛的應(yīng)用價值。
[0011]本發(fā)明改性脂環(huán)胺固化劑與常見脂環(huán)胺固化劑的性能對比如下表所示。
【權(quán)利要求】
1.一種改性脂環(huán)胺固化劑，其特征是:由甲基環(huán)己二胺和丙烯腈兩種原料反應(yīng)而成，其中丙烯腈占原料總質(zhì)量比的1%~50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性脂環(huán)胺固化劑，其特征是:所述甲基環(huán)己二胺是4-甲基-1，3-環(huán)己二胺、4-甲基-1，2-環(huán)己二胺中的一種或兩種。
3.一種改性脂環(huán)胺固化劑的制備方法，其特征是:采用以下步驟實現(xiàn): 第一步:向設(shè)置有攪拌裝置和溫控裝置的容器中加入甲基環(huán)己二胺，然后開啟攪拌裝置； 第二步:向上述容器中滴加丙烯腈，并控制滴加速度、使其在廣2小時內(nèi)滴加完成，持續(xù)攪拌、使丙烯腈和甲基環(huán)己二胺混合均勻； 第三步:滴加結(jié)束以后，使用溫控裝置將上述物料加熱至70°C~100°C，持續(xù)攪拌，使其反應(yīng)0.5^3小時，降溫出料。`
【文檔編號】C07C255/24GK103524717SQ201310453545
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】楊紅, 周百能, 鐘連兵, 肖毅 申請人:東方電氣集團東方汽輪機有限公司