一種粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物的制備方法和應(yīng)用，其原料構(gòu)成組分及其重量份數(shù)分別為：液體環(huán)氧樹脂350-900份；咪唑100-360份；有機(jī)胺0.1-100份催化劑0.1-3份。本發(fā)明加合物最終形成以有機(jī)胺擴(kuò)鏈線性環(huán)氧并以咪唑封端的化合物，該化合物具有咪唑的催化固化功能，同時又比咪唑熔點低、活性大、形成的涂膜柔韌性好、存貯穩(wěn)定性提高。主要應(yīng)用于重防腐粉末涂料和節(jié)能低溫固化粉末涂料領(lǐng)域，也可用于其他領(lǐng)域的環(huán)氧的固化劑或催化劑。
【專利說明】一種粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)氧固化劑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種防腐粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]用于環(huán)氧型粉末涂料固化催化劑的材料主要是胺、咪唑以及它們的改性物，這些物質(zhì)均較活潑，成品難以常溫長期存貯，容易改變性狀。尤其粉末涂料原料多為固態(tài)，能夠用于粉末涂料的胺及咪唑品種少之又少。國外在胺、咪唑與環(huán)氧樹脂的加合改性上做了很多研發(fā)工作，出現(xiàn)了很多新品，比如:D0W陶氏化學(xué)、羅門哈斯、亨茲曼化學(xué)、美國邁圖、日本東都、四國化成、韓國國都、德國畢克、巴斯夫等等，而國內(nèi)除少數(shù)用于液體涂料和膠粘劑方面鮮有研發(fā)產(chǎn)品出現(xiàn)外，用于粉末涂料的這方面助劑更是鳳毛麟角。
[0003]我國的鋼筋涂覆專用粉末涂料，由于其使用環(huán)境的苛刻及使用壽命的長久(100年)要求，直至目前仍然全部進(jìn)口化，東海大橋、杭州灣跨海大橋、港珠澳大橋的鋼筋涂層用粉末涂料全部采用國外進(jìn)口粉末，主要是美國威仕伯公司供應(yīng)。國產(chǎn)粉末涂料也在鋼筋涂覆上有所應(yīng)用，但許多指標(biāo)達(dá)不到要求，主要是關(guān)鍵材料上，突破困難。2-甲基咪唑是國內(nèi)最多采用的環(huán)氧類催化劑，通常為白色或淡黃色顆?；蛑鶢钗矬w，熔點高達(dá)137—145度，有吸濕性，對皮膚，黏膜有刺激性和腐蝕性。這類咪唑類產(chǎn)品的存在很多缺點和問題:
[0004]1、咪唑類化合物多為高熔點的結(jié)晶固體粉末，與環(huán)氧樹脂混合困難，工藝性能較差。
[0005]2、咪唑類固化劑在高溫下有一定的揮發(fā)性和吸濕性，60度以上有升華現(xiàn)象影響品質(zhì)。
[0006]3、由于2-甲基咪唑的生產(chǎn)過程中雜質(zhì)難以避免，如游離的咪唑等，造成物品本身發(fā)黃和刺激性，單獨使用2-甲基咪唑時，黃變和聚集情況會比較嚴(yán)重。在高溫烘烤固化時，咪唑及其衍生物因易揮發(fā)而污染烘烤現(xiàn)場，因為熔點高而影響相容性。
[0007]4、由于固化 活性較高，因此與環(huán)氧樹脂混合后適用期較短，不能作為單組分體系較長時間貯存。
[0008]因此，對咪唑進(jìn)行改性就顯得很有意義。為了克服常用咪唑類環(huán)氧樹脂固化劑的缺點和不足，將簡單咪唑化合物進(jìn)行改性，合成新型咪唑衍生物，是解決上述問題的有效途徑。具體方法是利用咪唑化合物咪唑環(huán)上I位氮原子和3位氮原子的反應(yīng)活性與其它化合物反應(yīng)，對咪唑分子上的活性點(仲胺基、叔胺基)通過形成空間位阻進(jìn)行封閉，從而降低其反應(yīng)活性，并改善其與環(huán)氧樹脂的相容性，同時賦予其環(huán)氧樹脂固化物特殊的性能。
[0009]經(jīng)改性后活性部分被屏蔽，不易揮發(fā)，同時引入與基體樹脂類似的基團(tuán)增加其相容性。咪唑與環(huán)氧樹脂(環(huán)氧化合物)的加成物最為常見，其中最著名的產(chǎn)品為美國邁圖公司EP1-CUREP101和Ciba汔巴的HT3261，D0W陶氏化學(xué)和美國3M公司也在以上產(chǎn)品基礎(chǔ)上作了一些改進(jìn)。當(dāng)時的目的是為了解決環(huán)氧澆鑄體因使用咪唑產(chǎn)生的析出問題。由于預(yù)先用環(huán)氧與之反應(yīng)得到了一種新的加成物，應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)它大大地降低了固化溫度或者提高了高溫固化的速度。一般認(rèn)為，這類加成物是具有雙重作用的固化劑，即既具有催化作用又具有固化反應(yīng)作用。改進(jìn)后的咪唑由于含有環(huán)氧成分，當(dāng)它與后續(xù)的環(huán)氧反應(yīng)時可以迅速地將不溶的咪唑溶解在環(huán)氧組成中，這種分子的真溶液不會產(chǎn)生相分離而改進(jìn)了咪唑與環(huán)氧的相容性；另一方面咪唑經(jīng)加成后降低了熔點，因此也降低了所需的固化溫度。
[0010]通過檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明專利申請相關(guān)的專利公開文獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種以最大限度地提高抗腐蝕性，提高表面強(qiáng)度，消除后期施工過程中拖拉磕碰涂層損傷隱患的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物及其制備方法，該粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物可以應(yīng)用于重防腐粉末涂料和節(jié)能低溫固化粉末涂料領(lǐng)域，也可用于其他領(lǐng)域的環(huán)氧的固化劑或催化劑。
[0012]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0013]一種粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物，其原料構(gòu)成組分及其重量份數(shù)分別為:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物，其特征在于:其原料構(gòu)成組分及其重量份數(shù)分別為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物，其特征在于:所述液體環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚型環(huán)氧、縮水甘油脂型環(huán)氧、縮水甘油胺型環(huán)氧中的一種或幾種的混合物；或者，所述有機(jī)胺為單胺、二胺、多胺中的一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物，其特征在于:所述縮水甘油醚型環(huán)氧為多元酚縮水甘油醚型環(huán)氧；或者，所述液體環(huán)氧樹脂的環(huán)氧分子類型為線形分子結(jié)構(gòu)或體形分子結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物，其特征在于:所述多元酚縮水甘油醚型環(huán)氧為雙酚A型、雙酚S型、雙酚F型中的一種或幾種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物，其特征在于:所述有機(jī)胺為乙醇胺、乙二醇胺、亞甲基二苯胺、4，4’_ 二氨基苯甲酰苯胺、二氰基二酰胺、乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、二乙基甲苯二胺、叔丁基甲苯二胺、雙-4-氨基環(huán)己胺、異佛爾酮二胺、二氨基環(huán)己烷、六亞甲基二胺、哌嗪、2，5_ 二甲基-2、5-己烷二胺、三-3-氨基丙基胺中的一種或幾種的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物，其特征在于:所述咪唑及咪唑類衍生物為2-甲基咪唑、1-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-1烷基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑中的一種或幾種的混合物； 或者，所述催化劑包括四甲基氯化銨、芐基三甲基氯化銨、芐基三乙基氯化銨、三芳基鐵鹽、二芳基硫鐵鹽、二苯基憐、二苯基漠化憐、甲基二苯基漠化憐、乙基二苯基漠化憐中的一種或幾種的混合物。
7.—種如權(quán)利要求1至6任一項所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物的制備方法，其特征在于:步驟如下: 將液體環(huán)氧樹脂和溶劑混合均勻，負(fù)壓抽吸入第一反應(yīng)釜中，緩慢升溫至60-160°C，達(dá)到溶劑沸點并建立回流平衡； 然后將催化劑與有機(jī)胺的混合物抽吸入滴料罐，開啟反應(yīng)釜攪拌器，緩慢而均速滴加，滴加速度為0.l_8Kg/min，控制釜溫在60_160°C，得第一反應(yīng)釜內(nèi)的預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物； 將咪唑與溶劑混合均勻，負(fù)壓抽吸入第二反應(yīng)釜內(nèi)，緩慢升溫至第二溫度點60-260°C，建立溶劑回流工況，開啟攪拌器，將第一反應(yīng)釜內(nèi)的預(yù)反應(yīng)產(chǎn)物緩慢滴加入第二反應(yīng)釜內(nèi)，控制第二反應(yīng)釜的溫度在60-260°C ； 以上反應(yīng)釜的所有操作過程均在氮氣保護(hù)下進(jìn)行； 反應(yīng)完成后蒸溶劑回收，0.9-0.092MPa條件下抽真空，將溶劑脫除回收干凈，產(chǎn)物檢驗相關(guān)技術(shù)指標(biāo)合格，放料驟冷至常溫、押片，粉碎、包裝，即得粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物；其中，所述溶劑與反應(yīng)物的比例(重量比)為(0.6-1.2):1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物的制備方法，其特征在于:所述的溶劑包括戊烷，己燒，辛燒，環(huán)己燒，甲基環(huán)己烷，甲苯，二甲苯，甲基乙基酮，甲基異丁基酮，環(huán)己酮，環(huán)戊酮，N，N-二甲基甲酰胺，二甲亞砜，二乙醚，四氫呋喃，1，4_ 二噁烷，二氯甲烷，氯仿，二氯化乙烯，甲基氯仿，乙二醇二甲醚，N，N-二甲基乙酰胺，乙腈中的一種或幾種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物的制備方法，其特征在于:所述溶劑為兩種或以上不同沸點的復(fù)配型溶劑。
10.如權(quán)利要求1至6任一項所述的粉末涂料用咪唑改性環(huán)氧胺加合物在重防腐粉末涂料和節(jié)能低溫固化粉末涂料領(lǐng)域方面的應(yīng)用；或者，在其他領(lǐng)域的環(huán)氧的固化劑或催化劑方面的 應(yīng)用。
【文檔編號】C09D5/03GK103965435SQ201410139081
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】王焱, 趙金祥 申請人:天津翔盛粉末涂料有限公司