一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法
阅读说明：本技术 一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法 (Water-based epoxy resin curing agent and preparation method thereof ) 是由 张英强 赵鹏 李烨 于 2021-01-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水性环氧树脂用固化剂,其特征在于,为含有氨基甲酸酯单元和脲单元的醇胺类固化剂。制备方法为：二异氰酸酯与聚乙二醇单甲醚反应,得到含有一端含异氰酸酯基,一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ,与脂肪族多元胺反应,得到含有一端含有甲氧基,一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ,与单官能度氟改性环氧活性稀释剂反应,得到含有醇胺产物的水性环氧树脂用固化剂。本发明的水性环氧树脂固化剂的制备方法,其制备路线短、反应温和,粘度小,不需要压力反应设备,因此具有制备过程简单、操作方便、反应条件温和,适于工业化生产。本发明具有能够有效改善水性环氧树脂固化膜耐水效果以及提升膜固化膜表面性能的特点。(The invention discloses a curing agent for waterborne epoxy resin, which is characterized by being an alcamine curing agent containing a carbamate unit and a urea unit. The preparation method comprises the following steps: reacting diisocyanate with polyethylene glycol monomethyl ether to obtain a reaction product I containing carbamate with one end containing isocyanate group and one end containing methoxyl group, reacting with aliphatic polyamine to obtain a reaction product II containing urea with one end containing methoxyl group and one end containing primary amine group, and reacting with a monofunctional fluorine modified epoxy active diluent to obtain the curing agent for the waterborne epoxy resin containing alcohol amine product. The preparation method of the waterborne epoxy resin curing agent has the advantages of short preparation route, mild reaction, low viscosity and no need of pressure reaction equipment, so the preparation method has the advantages of simple preparation process, convenient operation and mild reaction conditions, and is suitable for industrial production. The invention has the characteristics of effectively improving the water-resistant effect of the water-based epoxy resin cured film and improving the surface performance of the film cured film.)
技术领域
本发明涉及一种水性环氧树脂固化剂，属于高分子材料技术领域。
背景技术
环氧树脂分子结构中含有两个或多个环氧基，因其优异的基材附着力、耐热性、耐腐蚀性等性能广泛应用于双组分环氧涂料中。溶剂型环氧涂料因含有甲醛、甲苯等有机挥发物，严重危害生态环境和人体健康，因此开发以水代替有机溶剂的水性环氧涂料是当今涂料行业发展的必然趋势。而水性环氧固化剂是水性环氧涂料重要组成部分，对涂料的最终性能起着决定性的作用。
目前市场上水性环氧固化剂主要分为离子型水性环氧固化剂和非离子型水性环氧固化剂两大类。其中，合成非离子型水性环氧固化剂已见报道，中国专利CN104479110A公开了一种非离子型水性环氧固化剂的制备方法：按重量份配比将二异氰酸脂10-30份，环氧树脂10-45份和催化剂0.6-6份加入到反应釜中升温进行反应，然后加入聚醚多元醇40-120份升温反应，再入胺20-80份反应，最后加入单环氧化合物5-25份反应，用水50-300份分散得到非离子型自乳化环氧乳液的合成与性能。其在水性固化剂的结构中引入了聚醚链段，环氧树脂链段和聚氨酯结构，制备了柔韧性较好的水性环氧固化剂。但是，这类方法将亲水的聚醚结构引入固化剂主链，虽然解决了水分散性的问题，但同时使固化物的耐水性受到较大影响，大大影响了涂膜的耐水性和表面性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有技术中水性环氧固化剂制备中存在耐水性不佳和表面性能差的弊端，提供一种容易制备、表面性能好、耐水性优异的水性环氧固化剂乳液，以及提供一种制备方便水性环氧树脂固化剂及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水性环氧树脂用固化剂，其特征在于，为含有氨基甲酸酯单元和脲单元的醇胺类固化剂，其原料包括二异氰酸酯、聚乙二醇单甲醚、脂肪族多元胺及单官能度氟改性环氧活性稀释剂，其中，所述聚乙二醇单甲醚的结构式为CH3O(C2H4O)nH，1≤n≤100；所述脂肪族多元胺含有两个以上伯胺基；所述单官能度氟改性环氧活性稀释剂是指氟基团改性的、含有一个环氧基团的环氧化合物；其中，所述氨基甲酸酯单元为通过二异氰酸酯和聚乙二醇单甲醚反应得到的单元，其一端含甲氧基，另一端与含有醇胺的脲单元的脲基团相连；所述脲单元的一端为烷基取代的醇胺基团，所述脂肪族多元胺、单官能度氟改性环氧活性稀释剂分别作为提供所述醇胺基团的氨基和羟基的原料。
优选地，原料包括以重量份数计的二异氰酸酯10～100份，聚乙二醇单甲醚30～330份，脂肪族多元胺10～100份，单官能度氟改性环氧活性稀释剂45～500份及去离子水100～1000份。
优选地，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种或几种，优选为异佛尔酮二异氰酸酯。
优选地，所述聚乙二醇单甲醚的分子量M的范围为200≤M≤5500，优选为750≤M≤1200。
优选地，所述的单官能度氟改性环氧活性稀释剂包括以重量份数计的以下组分：
所述的单官能度氟改性环氧活性稀释剂的制备方法为：将异佛尔酮二异氰酸酯首先与六氟异丙醇反应，得到一端含有含异氰酸酯基，一端含C-F键的氨基甲酸酯的中间产物A；中间产物A含有的剩余异氰酸酯基与环氧丙醇反应，得到分子一端含有环氧基团、一端含有C-F键的反应产物B。反应过程如下：
优选地，所述脂肪族多元胺的结构式为H2N-R-NH2，其中，R为((CH2)2NH)n(CH2)2，n＝1、2、3或4。
更优选地，所述的脂肪族多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺中的至少一种，优选为四乙烯五胺。
本发明还提供了上述水性环氧树脂用固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：二异氰酸酯与聚乙二醇单甲醚反应，得到含有一端含异氰酸酯基，一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ；
步骤2)：所述反应产物Ⅰ含有的剩余异氰酸酯基与脂肪族多元胺反应，得到含有一端含有甲氧基，一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ；
步骤3)：所述反应产物Ⅱ含有的伯胺基与单官能度氟改性环氧活性稀释剂反应，得到含有醇胺产物的水性环氧树脂用固化剂。
当所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，其反应方程式如下：
其中，Rf为反应产物B去掉环氧基团后剩余的部分。
优选地，所述步骤1)中反应的温度为30-50℃，优选为30-40℃；所述步骤2)、3)中反应的温度为50-80℃，优选为50-70℃。
优选地，所述步骤1)中聚乙二醇单甲醚和二异氰酸酯的摩尔比为1:(1-2)，优选为1:(1-1.5)，更优选为1:(1-1.3)；进一步为1:(1-1.2)；所述步骤2)中，反应产物Ⅰ的异氰酸酯基与脂肪族多元胺的伯胺基的摩尔比为1:(1-2)，优选为1:(1-1.5)，更优选为1:(1-1.3)，进一步为1:(1-1.2)；所述步骤3)中，反应产物Ⅱ的伯胺基与单官能度氟改性环氧活性稀释剂的环氧基的摩尔比为1:(1-2)，优选为1:(1-1.5)，更优选为1:(1-1.3)，进一步为1:(1-1.2)。
优选地，所述步骤3)中反应产物Ⅱ与单官能度氟改性环氧活性稀释剂反应后得到所述改性水性环氧树脂用固化剂前，还包括加入去离子水的过程。
本发明首先采用精确配比的异佛尔酮二异氰酸酯与六氟异丙醇，将六氟异丙醇利用羟基与异佛尔酮二异氰酸酯的一个异氰酸酯反应，接入到异佛尔酮二异氰酸酯结构中，再与环氧丙醇精确反应制备单官能度氟改性环氧活性稀释剂。采用精确配比的异佛尔酮二异氰酸酯与聚乙二醇单甲醚，将可水分散的聚乙二醇单甲醚利用羟基与异佛尔酮二异氰酸酯的一个异氰酸酯反应，接入到异佛尔酮二异氰酸酯结构中，然后按照化学计量的精确配比，加入脂肪族多胺，并将约50％的伯胺氢封闭，一端含甲氧基，一端含伯胺基的化合物B；再用单官能度氟改性环氧活性稀释剂再与化合物B的伯胺基计量化学反应，与之加成，达到适当的亲水亲油平衡，生成封闭剂型水性环氧固化剂。该水性环氧树脂用固化剂可广泛应用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械设备的涂层防护技术领域，能满足水性环氧树脂使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的水性环氧树脂固化剂亲水亲油性能更好，具有更好的分散和乳化性能，具有较高的存储稳定性和成膜性，固化膜中含有一定数量的C-F键，固化膜具有较好的表面性能和耐水性能。
2、本发明的制备方法，反应温和，不需要压力反应设备，制备过程简单，操作方便，适用于工业化生产，并可广泛用于飞机、船舶、建筑、交通和各种机械设备的保护涂层的制备。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
本发明中单官能度氟改性环氧活性稀释剂的制备方法，包括以下步骤：
所述的单官能度氟改性环氧活性稀释剂，其特征在于按重量份数计算，其组成及含量如下：
在250mL的四口烧瓶上装搅拌器、温度计，连接搅拌器；将50g异佛尔酮二异氰酸酯于烧瓶中，40g六氟异丙醇倒入恒压漏斗中，滴入0.02g催化剂于四口烧瓶中；通入N2，控制反应温度35℃，六氟异丙醇以1滴/秒的速度均匀滴入IPDI中，滴加完成后反应2h；称取20g环氧丙醇倒入250mL的四口烧瓶中，将水浴温度调整至50℃；反应2h后结束，得到单官能度氟改性环氧活性稀释剂。
实施例1-3均采用上述方法制备得到的单官能度氟改性环氧活性稀释剂。
一种水性环氧树脂固化剂，按重量份数计算，其制备原料包括：
上述的脂肪族多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或两种以上组成的混合物；
各实施例中所用到各试剂和仪器如表1所示。
表1实施例所用试剂和仪器
试剂/仪器
纯度/型号
厂家
异佛尔酮二异氰酸酯
CP
武汉富鑫远科技有限公司
聚乙二醇单甲醚MPEG1000
CP/MPEG1000
江苏省海安石油化工厂
正丁基缩水甘油醚
CP
上海阿拉丁生化科技股份有限公司
六氟异丙醇
CP
上海阿拉丁生化科技股份有限公司
C<sub>12-14</sub>的烷基缩水甘油醚
CP
上海阿拉丁生化科技股份有限公司
四乙烯五胺
工业级
浙江风华实业有限公司
三乙烯四胺
工业级
浙江风华实业有限公司
环氧丙醇
CP
上海泰坦科技股份有限公司
接触角测定仪
SDC-200S型
东莞晟鼎精密仪器有限公司
实施例1
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将10g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到带有温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至30℃，开动搅拌器；分3次加入缓慢滴加已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共45.04g，反应1小时；得到含有一端含异氰酸酯基，一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ；
步骤2：向烧瓶中加入8.50g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加步骤1得到的所述反应产物Ⅰ，滴加完毕后将温度缓慢升高至50℃继续反应2h，得到含有一端含有甲氧基，一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ；
步骤3：向烧瓶中加入34.62g单官能度氟改性环氧活性稀释剂，缓慢向烧瓶中滴加上述含有反应产物Ⅱ，50℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入1000g去离子水，搅拌混合均匀，得到含有醇胺产物的水性环氧固化剂A1。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达98°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为308小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
实施例2
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将20g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到带有温度计、冷凝管的1000mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至30℃，开动搅拌器；分3次加入缓慢滴加已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共60g，反应1小时；得到含有一端含异氰酸酯基，一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ；
步骤2：向烧瓶中加入20g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加步骤1得到的所述反应产物Ⅰ，滴加完毕后将温度缓慢升高至50℃继续反应2h，得到含有一端含有甲氧基，一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ；
步骤3：向烧瓶中加入70g单官能度氟改性环氧活性稀释剂，缓慢向烧瓶中滴加上述含有反应产物Ⅱ，50℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入200g去离子水，搅拌混合均匀，得到含有醇胺产物的水性环氧固化剂A2。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达95°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为296小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
实施例3
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将100g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到带有温度计、冷凝管的2500mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至30℃，开动搅拌器；分3次加入缓慢滴加已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共330g，反应1小时；得到含有一端含异氰酸酯基，一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ；
步骤2：向烧瓶中加入100g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加步骤1得到的所述反应产物Ⅰ，滴加完毕后将温度缓慢升高至50℃继续反应2h，得到含有一端含有甲氧基，一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ；
步骤3：向烧瓶中加入500g单官能度氟改性环氧活性稀释剂，缓慢向烧瓶中滴加上述含有反应产物Ⅱ，50℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入1000g去离子水，搅拌混合均匀，得到含有醇胺产物的水性环氧固化剂A3。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达96°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为300小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
对比例1
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将20g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到带有温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶中，加入90g已经经过除水处理过的聚醚多元醇N210(分子量为1000，官能度为2的聚丙二醇醚)，在氮气保护下，开动搅拌器，75℃下反应1小时；降温至30℃，按照羟基与异氰酸基摩尔比1:2，并分四次加入缓慢滴加已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共45.04g，反应1小时；得到一端含异氰酸酯，一端含甲氧基的化合物A；
步骤2：按照剩余的异氰酸酯基与伯胺物质的量之比为1:2向烧瓶中加入8.51g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加上述得到的化合物A，滴加完毕后将温度缓慢升高至50℃继续反应2h，得到一端含甲氧基，一端含伯胺基的化合物B；
步骤3：按照剩余的伯胺基与环氧基物质的量之比为1:1向烧瓶中加入单官能度氟改性环氧活性稀释剂六氟异丙醇：34.62g C12-14的烷基缩水甘油醚，缓慢向烧瓶中滴加上述得到的化合物B，50℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入200g去离子水，搅拌混合均匀，得到水性环氧固化剂B1。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达81°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为245小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
对比例2
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将10g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到带有温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至40℃，开动搅拌器；分四次加入缓慢滴加已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共45.04g，反应1小时；得到含有一端含异氰酸酯基，一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ；
步骤2：向烧瓶中加入8.51g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加步骤1得到的所述反应产物Ⅰ，滴加完毕后将温度缓慢升高至70℃继续反应2h，得到含有一端含有甲氧基，一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ；
步骤3：向烧瓶中加入单官能度氟改性环氧活性稀释剂六氟异丙醇：34.62g C12-14的烷基缩水甘油醚，缓慢向烧瓶中滴加上述含有反应产物Ⅱ，50℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入200g去离子水，搅拌混合均匀，得到水性环氧固化剂B2。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达80°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为243小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
对比例3
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将10g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到带有温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至40℃，开动搅拌器；分四次加入缓慢滴加已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共45.04g，反应1小时；得到含有一端含异氰酸酯基，一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ；
步骤2：向烧瓶中加入10.63g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加步骤1得到的所述反应产物Ⅰ，滴加完毕后将温度缓慢升高至70℃继续反应2h，得到含有一端含有甲氧基，一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ；
步骤3：向烧瓶中加入单官能度氟改性环氧活性稀释剂六氟异丙醇：34.62g C12-14的烷基缩水甘油醚，缓慢向烧瓶中滴加上述含有反应产物Ⅱ，50℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入250g去离子水，搅拌混合均匀，得到含有醇胺产物的水性环氧固化剂B3。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达79°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为236小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
对比例4
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将10g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入到带有温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至40℃，开动搅拌器；分四次加入缓慢滴加已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共45.04g，反应1小时；得到含有一端含异氰酸酯基，一端含甲氧基的氨基甲酸酯的反应产物Ⅰ；
步骤2：向烧瓶中加入8.51g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加步骤1得到的所述反应产物Ⅰ，滴加完毕后将温度缓慢升高至70℃继续反应2h，得到含有一端含有甲氧基，一端含伯胺基的脲类的反应产物Ⅱ；
步骤3：向烧瓶中加入单官能度氟改性环氧活性稀释剂六氟异丙醇：10g正丁基缩水甘油醚，缓慢向烧瓶中滴加上述含有反应产物Ⅱ，90℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入250g去离子水，搅拌混合均匀，得到含有醇胺产物的水性环氧固化剂B4。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达76°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为228小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
对比例5
一种水性环氧树脂固化剂的制备方法：
步骤1：将已经除过水的聚乙二醇单甲醚MPEG1000共45.04g加入到带有温度计、冷凝管的500mL四口烧瓶中，在氮气保护下升温至40℃，开动搅拌器；按照羟基与异氰酸基摩尔比1:2加入10g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，反应1小时；得到一端含异氰酸酯，一端含甲氧基的化合物A；
步骤2：按照剩余的异氰酸酯基与伯胺物质的量之比为1:2向烧瓶中加入8.51g四乙烯五胺，缓慢向烧瓶中滴加上述得到的化合物A，滴加完毕后将温度缓慢升高至70℃继续反应2h，得到一端含甲氧基，一端含伯胺基的化合物B；
步骤3：按照剩余的伯胺基与环氧基物质的量之比为1:1向烧瓶中加入单官能度氟改性环氧活性稀释剂六氟异丙醇：5.86g正丁基缩水甘油醚，缓慢向烧瓶中滴加上述得到的化合物B，50℃继续反应1h，最后在烧瓶中缓慢加入250g去离子水，搅拌混合均匀，得到水性环氧固化剂B5。
按一定比例称取环氧树脂，然后加入等官能度比的固化剂。在一定的温度下熔融混合，注入铝箔制模具中；然后放入固化炉中，在指定的温度下固化，停止加热后，自然冷却至室温，即得固化物样品。
上述所得的环氧树脂固化物，采用德国Dataphysics公司OCA40 Micro表面接触角测试仪测与水的接触角，选取样品表面5个不同光滑的地方测量，取其平均值，其对水的接触角达85°。
上述所得的环氧树脂固化膜，按照GB/T1733-1993漆膜耐水性测定法，对上述环氧固化膜的耐水性进行了测试，结果显示为240小时内不出现失光、起泡和发白等现象。
实施例1-3与对比例1-5的试验数据如表2所示。
表2
接触角(°)
耐水性(h)
实施例1
A1
98
308
实施例2
A2
95
296
实施例3
A3
96
300
对比例1
B1
81
245
对比例2
B2
80
243
对比例3
B3
79
236
对比例4
B4
76
228
对比例5
B5
82
240