一种水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂及方法与应用

技术领域

本发明涉及一种固化剂，尤其涉及一种水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂及方法与应用。

背景技术

美缝剂主要应用在家居的客厅、厨房、卫生间等墙地面瓷砖缝。传统的美缝剂由油性的环氧树脂和油性固化剂为粘结材料，一般有两种施工方式：①在施工前需要先在瓷砖两边贴上美纹纸，待美缝剂硬干之后，撕掉美纹纸；②在美缝剂硬干前，用铲刀除去多余的残胶；这两种施工方式操作较为麻烦。

近年来，一种水可擦除的美缝剂应运而生，但是目前水可擦除美缝剂中大都是采用外加乳化剂或将A组分中环氧树脂组分进行改性使其具备乳化功能，擦拭时难以擦除干净，残留较多，并且制备的水可擦除美缝剂因为亲水的原因，导致在擦除时接触水而产生溶解、发白现象，硬干之后留下明显的水渍痕迹，施工性不佳，影响美观。

专利CN107722897A公开了一种环氧美缝剂，当A组分中的双酚A型环氧树脂和B组分中的水溶性多元胺环氧加合物固化剂混合之后，形成的乳化体系具有两亲性(亲水和亲油)，可以明显改善体系的水相容性，可在胶施后的一定时间内方便的实现水可擦除功能。但是B组分中水溶性的多元胺环氧加合物，在施工接触到水时，难免会产生一定的溶解和发白现象。

专利CN113185939A公开了一种水性美缝剂及其制备方法，将聚醚与环氧树脂反应制备乳化剂，并将乳化剂分别添加到A、B组分中，制得自乳化树脂，但是该发明需要额外合成乳化剂，工艺较为复杂，且在无催化剂条件下，会残留较多的聚醚组分未反应，影响后固化性能。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明首先提出一种水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂，该固化剂在较为疏水的同时，具有乳化树脂和固化树脂的能力，在擦拭时能够干净的去除残留物，且因为疏水性特性，在擦拭时避免出现溶解和发白的现象，方便施工操作，提高工人的施工效率。

基于本发明的第二个方面，本发明还提出一种水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂的制备方法，通过该法可以简单的制备得到所述疏水性固化剂。

基于本发明的第三个方面，本发明还提出一种上述固化剂在制备水可擦除双组份环氧树脂美缝剂中的应用。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂，由包括以下重量份的组分反应制得：

a)胺类化合物及其衍生物

b)含有环氧基的聚醚

c)环氧化合物/环氧树脂

d)稀释剂

其中，组分a)、b)、c)的摩尔比为：1:(0.2-0.7):(0.2-0.7)，组分d)的添加量为组分a)、b)、c)、d)总重量的10-50％。

一方面，所述固化剂同时具有乳化树脂和固化树脂的作用，不仅简化施工流程，而且制得的双组份环氧树脂美缝剂具有水可擦除性。

另一方面，所述固化剂经调整原料选型和配比后整体呈现疏水性，可避免接触到水出现的溶解、发白等现象，从而改善美缝剂的水可擦除性。

作为一项优选的实施方案，组分a)选自脂肪胺、脂环胺、芳香胺，优选二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚醚胺、4,4’-二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、1,3-环己二甲胺、N-氨乙基哌嗪、N-氨丙基基环己胺、间苯二甲胺中的一种或多种。

作为一项优选地实施方案，组分b)选自重均分子量100-10000的聚乙二醇二缩水甘油醚或聚丙二醇二缩水甘油醚，优选重均分子量为200、400、1000的聚乙二醇二缩水甘油醚。

作为一项优选地实施方案，组分c)选自环氧树脂E51、环氧树脂E44、环氧树脂E20、苄基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、C12-C14缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,2-乙二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。

作为一项优选地实施方案，组分d)选自水、苯甲醇、乙醇中的一种或多种。

一种如前文所述的水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将组分b)滴加至含组分a)的反应器中，加热至70-100℃搅拌反应1-3h；

2)再将组分c)或其与组分d)的混合物加入至上述反应器中，搅拌反应1-4h；

3)反应降温后，将剩余的组分d)加入到反应其中搅拌均匀，得到所述固化剂。优选地，反应降温至30-50℃之后，加入剩余的组分d)。

一种如前文所述的水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂或前文所述的方法制得的水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂在制备水可擦除双组份环氧树脂美缝剂中的应用。

一种水可擦除双组份环氧树脂美缝剂，由A组分和B组分等当量混合得到；其中，A组分包括以下重量份的各原料：

B组分包括以下重量份的各原料：

固化剂10-35份

石英砂50-80份

其他填料5-20份；

其中，所述固化剂为前文所述的水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂或前文所述的方法制得的水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂。

作为一项优选地实施方案，所述环氧树脂选自环氧树脂E51、环氧树脂E54、环氧树脂E44、经改性的具有乳化功能的环氧树脂中的一种或多种。

作为一项优选地实施方案，所述气相二氧化硅为粒径10-500纳米的亲水/疏水气相二氧化硅；

优选地，石英砂选自10-200目的不同颜色的石英砂；

优选地，其他填料选自色粉、碳酸钙、硫酸钡、白水泥、膨润土中的一种或多种。

本发明的技术方案具有如下优点：

(1)本发明创造性地选择将双组分美缝剂中的固化剂进行技术改性创新，使固化剂组分具有很好的疏水特性和乳化树脂的能力，在施工时能够避免接触到水出现的溶解、发白等现象，且能够很好的擦除残留的物料，方便施工操作，提高施工效率；

(2)本发明可以选择不同的胺原料、以不同结构的含有环氧基的化合物可以制备不同链段长度、不同体系、不同力学强度、不同性能的美缝剂固化剂，因而可以满足各种不同的应用需求。

(3)本发明的双组分美缝剂固化剂既可以单独使用，也可以与其他环氧树脂固化剂配合使用，应用范围广。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，本发明所述实施例只是作为对本发明的说明，不限制本发明的范围。

本发明实施例中用到的主要化学品名称、缩写及来源如下表所示。非特殊标明下，所用试剂均为化学分析纯。

表1、主要原料信息

本发明实施例涉及的主要测试方法如下：

<1>操作时间：将配制的双组份环氧树脂美缝剂在25℃下，进行百克凝胶时间测试，凝胶时间即操作时间；

<2>样块硬度测试：将配制的双组份环氧树脂美缝剂在25℃下，取10g混合料于一次性杯中，用硬度计测试样块固化1d、2d后硬度；

<3>乳化粒径：将合成的固化剂与环氧树脂E51按照等当量混合之后，在搅拌状态下，用水稀释至40％固含量，形成乳液。之后用粒度分析仪测试乳液的粒径；粒径越小，表明乳化性越好，同时水可擦除性越好；

<4>可擦拭性能测试：将配制的双组份环氧树脂美缝剂置于地板砖上，用湿抹布进行擦除，在擦拭2-3次可完全擦除且无溶解、发白现象视为较优等级，记作“优”，4-6次可完全擦除且出现一定的无溶解、发白现象视为良好等级，记作“良”，6-10次擦除不净的视为较差等级，记作“差”。

以下实施例1-7用于制备不同的水可擦除双组份环氧树脂美缝剂的固化剂：

【实施例1】

固化剂A的制备：

固化剂A的制备：

将10.3g(0.1mol)的二乙烯三胺加入到反应容器中，加热至70℃，在搅拌状态下滴加12g的聚乙二醇二缩水甘油醚225(0.02mol)，反应1h；在搅拌状态下继续滴加7.6g(0.02mol)的环氧树脂E51，反应1h后，降温至30℃，加入5g的去离子水，搅拌均匀后得固化剂A。

【实施例2】

固化剂B的制备：

将5.1g(0.05mol)的二乙烯三胺、10.5g(0.05mol)的4,4’-二氨基二环己基甲烷加入到反应容器中，加热至90℃，在搅拌状态下滴加16g的聚乙二醇二缩水甘油醚215(0.04mol)，反应2h；在搅拌状态下继续滴加15.2g(0.04mol)的环氧树脂E51，反应2h后，降温至50℃，加入15g的苯甲醇，搅拌均匀后得固化剂B。

【实施例3】

固化剂C的制备：

将11.5g(0.05mol)的聚醚胺D230、10.5g(0.05mol)的4,4’-二氨基二环己基甲烷加入到反应容器中，加热至100℃，在搅拌状态下滴加14g的聚乙二醇二缩水甘油醚205(0.07mol)，反应3h；在搅拌状态下继续滴加15.2g(0.04mol)的环氧树脂E51和5g(0.04mol)的苄基缩水甘油醚，反应3h后，降温至70℃，加入28g的苯甲醇，搅拌均匀后得固化剂C。

【实施例4】

固化剂D的制备：

将7.3g(0.05mol)的三乙烯四胺、8.5g(0.05mol)的异佛尔酮二胺加入到反应容器中，加热至80℃，在搅拌状态下滴加10.8g的聚丙二醇二缩水甘油醚207(0.02mol)，反应1.5h；在搅拌状态下继续滴加15.2g(0.04mol)的环氧树脂E51和4.5g的苯基缩水甘油醚，反应1.5h后，降温至50℃，加入14g的苯甲醇，搅拌均匀后得固化剂D。

【实施例5】

固化剂E的制备：

将17g(0.1mol)的异佛尔酮二胺加入到反应容器中，加热至85℃，在搅拌状态下滴加28g的聚乙二醇二缩水甘油醚215(0.07mol)，反应2h；在搅拌状态下继续滴加11.4g(0.03mol)的环氧树脂E51，反应1h后，降温至40℃，加入22g的苯甲醇，搅拌均匀后得双组分美缝剂固化剂E。

【实施例6】

固化剂F的制备：

将14.2g(0.1mol)的环己二甲胺加入到反应容器中，加热至95℃，在搅拌状态下滴加12g的聚乙二醇二缩水甘油醚215(0.03mol)，反应1.5h；在搅拌状态下继续滴加15.2g(0.04mol)的环氧树脂E51，反应2h后，降温至45℃，加入9g的苯甲醇，搅拌均匀后得双组分美缝剂固化剂F。

【实施例7】

固化剂G的制备：

将13.6g(0.1mol)的间苯二甲胺加入到反应容器中，加热至75℃，在搅拌状态下滴加30g的聚乙二醇二缩水甘油醚225(0.03mol)，反应1.5h；在搅拌状态下继续滴加20g(0.02mol)的环氧树脂E20和10g苯甲醇的混合物，反应2.5h后，降温至55℃，加入15g的苯甲醇，搅拌均匀后得双组分美缝剂固化剂G。

【对比例1】

采用与实施例1基本相同的方法制备固化剂，区别仅在于，不添加聚乙二醇二缩水甘油醚225，且环氧树脂E51的添加量为15.2g(0.04mol)。

【对比例2】

采用与实施例1基本相同的方法制备固化剂，区别仅在于，不添加环氧树脂E51，且聚乙二醇二缩水甘油醚225的添加量为24g(0.04mol)。

【对比例3】

采用与实施例1基本相同的方法制备固化剂，区别仅在于，将环氧树脂E51的添加量修改为38g(0.1mol)。

【对比例4】

采用与实施例1基本相同的方法制备固化剂，区别仅在于，将聚乙二醇二缩水甘油醚225的添加量修改为48g(0.08mol)。

【应用例】

按照表2中原料配比，分别采用各实施例、对比例配制的固化剂配制双组份环氧树脂美缝剂，并进行表3所示的性能测试。另外，参照专利CN107722897A实施例1中方法制备环氧美缝剂，记作对照组1；采用市售美缝剂固化剂(团丰tg-1，安徽团丰环境科技有限公司)制备环氧美缝剂，记作对照组2。

表2、双组份环氧树脂美缝剂配方

表3、环氧树脂美缝剂性能测试

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以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。