[發明專利]一種環氧樹脂乳化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910167810.5
• 申請日: 2009-09-29
• 公開（公告）號: CN101654496A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 成煦;杜宗良;朱譜新
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/18;C08F212/08;C08F218/08;C08F220/32;C08F220/14;C08L63/00;C08L33/02;C08L33/14;C09D7/12;C09D163/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 黃幼陵

技術領域

本發明屬于環氧樹脂乳化劑領域，特別涉及一種水溶性環氧樹脂乳化劑及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂涂料性能優異，對各種基材都有很強的附著力，涂層硬度高，耐水和耐化學品性能優良，具有良好的耐磨性，因而具有廣泛的應用。隨著環境保護意識的提高，對涂料中可揮發有機化合物(VOC)的控制越來越嚴，用水性涂料代替溶劑性涂料的呼聲也越來越高。環氧樹脂的水性化的研究始于20世紀70年代，最初的方法是將一些帶水溶性基團的化合物與環氧樹脂分子中的環氧基反應，引入水溶性基團，從而形成水溶性環氧樹脂。但這種方法得到的環氧樹脂，其抗水性和交聯密度都會下降。

將環氧樹脂制成乳液是一條最具應用價值的水性化技術途徑。在使用外加乳化劑乳化環氧樹脂時，如采用聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚乙烯烷基酯等小分子乳化劑，所得的環氧乳液粒徑較大，且乳液中的小分子乳化劑在成膜后，容易游離出來，影響涂膜的外觀和防腐蝕性。采用環氧樹脂改性產物類乳化劑，如聚氧乙烯鏈改性的環氧樹脂等，其鏈端可以是環氧基團，也可以是聚氧乙烯鏈段，由于與本體環氧樹脂有非常好的結構相似性，使得乳化劑的疏水部分同環氧樹脂相容形成一體，增加了乳化效率，乳液的穩定性得到了大幅度的提高，但乳化劑不能和環氧樹脂發生交聯反應，對固化后的環氧樹脂交聯密度有一定影響。固化劑乳化法主要用于乳化中低相對分子質量的環氧樹脂，通常是在脂肪胺、脂環胺或芳香族胺等胺類固化劑中引入非離子表面活性劑基團，如聚乙二醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚多元醇、端羧基聚醚或直接使用聚氧烯多胺等，這種乳化劑既是固化劑又有乳化劑的功能，但該法在使用時需要專門的乳化設備，而且乳化好的環氧樹脂乳液適用期較短。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型環氧樹脂乳化劑及其制備方法，此種乳化劑與環氧樹脂的相容性好，能有效地乳化環氧樹脂，使制備的環氧樹脂乳液具有優良的儲存穩定性，且固化后交聯密度不受影響，此種制備方法非常簡單，便于工業化生產。

本發明所述環氧樹脂乳化劑，由單體丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯或/和甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯及丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯聚合反應而成，具有水溶性，其分子量為5000～20000。

本發明所述環氧樹脂乳化劑，各單體的含量優選以下質量百分數：

丙烯酸或甲基丙烯酸????????????????????????20％～50％

丙烯酸烷基酯或/和甲基丙烯酸烷基酯?????????20％～40％

苯乙烯????????????????????????????????????5％～25％

醋酸乙烯酯????????????????????????????????5％～15％

丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯????5％～10％

本發明所述環氧樹脂乳化劑的制備方法，所用原料及各原料的質量百分數如下：

單體????????????????30％～50％

溶劑????????????????49％～69％

分子量調節劑????????0.015％～0.2％

引發劑??????????????0.15％～1.0％，

所述單體為丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯或/和甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯及丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯，各單體的含量優選以下質量百分數：

丙烯酸或甲基丙烯酸????????????????????????20％～50％

丙烯酸烷基酯或/和甲基丙烯酸烷基酯?????????20％～40％

苯乙烯????????????????????????????????????5％～25％

醋酸乙烯酯????????????????????????????????5％～15％

丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯????5％～10％；

制備操作：將所述溶劑放入反應容器并加熱，將所述單體、分子量調節劑和引發劑混合均勻，當所述溶劑被加熱至75℃～90℃時，向反應容器中加入單體、分子量調節劑和引發劑混合物總質量的5％～15％，并在攪拌下反應25分鐘～40分鐘，然后在攪拌下將余下的單體、分子量調節劑和引發劑混合物滴入反應容器，當單體、分子量調節劑和引發劑混合物被完全滴入反應容器后，在攪拌下于75℃～90℃繼續聚合反應1小時～3小時，即獲環氧樹脂乳化劑。

上述方法中，將余下的單體、分子量調節劑和引發劑混合物滴入反應容器采用勻速滴加方式，滴加時間為1小時～3小時。