一种美缝剂及其制备方法与流程

本发明涉及胶黏剂领域，尤其涉及一种美缝剂及其制备方法。

背景技术：

1、建筑装潢时瓷砖的铺设需要留存缝隙，进而衍生了填缝剂对缝隙进行修补和美化。起初填缝剂通常使用白水泥进行勾缝，后来人们发现勾缝后的瓷砖缝容易发黄脏黑，究其原因是传统填缝剂常用无机材料，防水性能差，污水易渗入砖缝。在这样的背景下，美缝剂作为填缝剂的升级产品，其凝固后，表面光滑如瓷，可以和瓷砖一起擦洗，不易变黄发黑，因而在市场上几乎完全取代了填缝剂。

2、目前，市面上的美缝剂主要分为单组分美缝剂和双组分环氧美缝剂两种。单组分美缝剂普遍存在收缩率大、容易脱落等缺点。双组分环氧美缝剂具有收缩率低、粘结性好、强度高、亮度高等优点，已逐渐代替单组分美缝剂，成为市场主流。然而，现有的双组分环氧美缝剂也存在以下缺点和不足：1)双组分环氧美缝剂中含有挥发性有机物(voc)，不仅污染环境，而且还会损害人体健康，其中固化剂组分中刺激性大、气味大的胺类小分子是主要元凶；2)双组分环氧美缝剂耐水性能还不足，双组分环氧美缝剂长期接触水后，存在吸水变软和开裂的情况。

技术实现思路

1、本发明提供一种美缝剂及其制备方法，其至少能解决现有技术存在的问题之一。

2、第一方面，本发明提供一种美缝剂，包括a组分和b组分，所述a组分包括环氧树脂，所述b组分包括固化剂，所述固化剂包括通式(ⅰ)、(ⅱ)和(ⅲ)所示的化合物：

3、

4、其中，n1、n2、n3范围都为0～2，

5、r1选自

6、r2选自

7、

8、

9、r3选自

10、

11、

12、中的至少一种含氟基团和至少一种不含氟基团；

13、r4选自-ch3或-c3h7；

14、r5选自-c5h11、

15、本发明通过设计合成一种体系中只有仲胺活泼氢，没有小分子胺单体，消除了刺激性较强的一级伯胺基团的低气味仲胺型固化剂，从而提供一种低气味的美缝剂。

16、在本发明的一些实施例中，通式(ⅰ)所示化合物含量≥85％，通式(ⅱ)和(ⅲ)所示化合物含量≤15％。

17、在本发明的一些实施例中，以重量份计，所述a组分包括：环氧树脂75～95份、稀释剂0～8份、消泡剂0～2份和疏水气相二氧化硅2～8份；所述b组分包括：固化剂60～95份、稀释剂0～8份、消泡剂0～2份、亲水气相二氧化硅2～8份和色粉5～30份。

18、本发明原料的复配以及助剂的选择，使得所得美缝剂在耐水性、耐污性、韧性等方面有较大提升。

19、在本发明的一些实施例中，所述a组分和所述b组分的质量比为1:1。

20、在本发明的一些实施例中，所述环氧树脂为环氧树脂e51；

21、所述稀释剂为苯甲醇；

22、所述消泡剂选自有机硅消泡剂；

23、所述色粉选自珠光粉、金葱粉、钛白粉、煅烧彩砂中的一种或多种。

24、在本发明的一些实施例中，以重量份计，所述a组分包括：环氧树脂e51 80～90份、稀释剂5～6份、有机硅消泡剂0.5～1份和疏水气相二氧化硅4～5份；所述b组分包括：固化剂65～90份、稀释剂2～7份、有机硅消泡剂0.5～1份、亲水气相二氧化硅3～6份和色粉8～15份。

25、第二方面，本发明提供上述美缝剂的制备方法，包括：分别制备得到a组分和b组分后，将a组分与b组分按照配比混合，固化。

26、本发明的美缝剂一般在23±2℃的条件下2.5～4h内可以完成表干。

27、其中，所述a组分的制备可如下：

28、按配方将各组分加入到搅拌机中(疏水气相二氧化硅在环氧树脂后添加)，在室温下搅拌混合，直至其混合均匀，得到a组分。

29、b组分的制备可如下：

30、按配方将各组分加入到搅拌机中(亲水气相二氧化硅在固化剂后添加，色粉最后添加)，在室温下搅拌混合，直至其混合均匀，得到b组分。

31、其中，所述固化剂的制备方法包括：

32、第1步：向反应器中投入基础胺，升温至50～60℃，然后采用滴加方式加入双官环氧化合物，边反应边升温，温度控制在70～80℃，维持反应1～2小时，制得环氧扩链胺化合物；

33、第2步：向第1步反应产物中，滴加单官环氧化合物(其中含氟单官环氧占1～5％)，控制反应温度在75～85℃，维持反应1～2小时，制得含有少量一级伯胺官能团及残留单体的混合物；

34、第3步：向第2步反应产物中，加入酮类化合物，控制温度在110～125℃，边抽真空除水边反应，直至没有水产生并继续保温反应0.5小时，制得所述固化剂。

35、本发明制备方法的关键是合成所述固化剂，在合成第1步，通过双官环氧化合物与基础胺反应，使固化剂分子链段中，增加仲胺氢活性点位，可以保证固化剂反应时的交联密度，以保障固化剂固化环氧时的胶粘剂强度。第2步，通过单官环氧化合物的进一步反应，优先与反应活性较高的一级伯胺反应，将伯胺转化为仲胺，同时残留胺单体也会被反应一部分，同时通过含氟单官环氧化合物引入含氟结构，提高耐水性。第3步，通过加入酮类化合物，在边加热反应边除水的条件下，选择性的只与一级伯胺基团反应，生成酮亚胺，在酮类化合物过量，并且反应时间充足的情况下，可以充分反应掉一级伯胺基团及小分子胺单体，多余的酮类化合物，可以留在体系中充当环保稀释剂作用，反应所得的酮亚胺基团，在后期的应用中充当潜伏性固化剂，可以吸潮释放胺基与环氧反应进一步反应固化。

36、进一步地，所述固化剂的制备过程中，基础胺、双官环氧化合物、单官环氧化合物、酮类化合物的摩尔比为(2～3.2)：1：(1.8～4)：(0.2～0.9)。

37、优选地，所述基础胺选自乙烯胺(例如乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺，多乙烯多胺)、聚醚胺、异佛尔酮二胺、1,3环己二甲胺、1,6-己烷二胺、孟烷二胺。

38、所述双官环氧化合物选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂、二乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、二丙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，4-丁二醇二缩水甘油醚。

39、所述单官环氧化合物选自丁基缩水甘油醚，辛基缩水甘油醚，c12～14烷基缩水甘油醚，苄基缩水甘油醚，腰果酚缩水甘油醚，八氟戊基缩水甘油醚、十二氟庚基缩水甘油醚、十三氟辛基缩水甘油醚。

40、进一步地，单官环氧化合物中含氟单官环氧化合物的含量占比为1～5％。

41、所述酮类化合物选自2-庚酮、4-甲基-2-庚酮、2-甲基-4庚酮。

42、本发明提供了一种美缝剂及其制备方法，通过采用体系中只有仲胺活泼氢，没有小分子胺单体，消除了刺激性较强的一级伯胺基团的低气味仲胺型固化剂，从而得到一种低气味的美缝剂。进一步地，通过复配其它组分，又提高了美缝剂的耐水性、耐污性等性能。