[發明專利]超高分子量單組份水性環氧樹脂乳液及其制備方法

無效

• 申請號: 201210145055.2
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102675859A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陳兆彬;劉旭軍;王西民;黃新武
• 申請（專利權）人: 上海富朗化工科技發展有限公司
• 主分類號: C08L75/08
• 分類號: C08L75/08;C08G18/80;C08G18/58;C08G18/48;C08G81/00;C08J3/03;C09D175/08
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及一種水性環氧樹脂乳液制備技術，尤其是一種超高分子量單組份水性環氧樹脂乳液及其制備方法，屬于化工涂料與復合材料制作技術。

背景技術

環氧樹脂是一種重要的熱固性樹脂品種，由于它具有優良的物理機械性能、電絕緣性能、耐化學腐蝕性能、耐熱及粘接性能，收縮率低，硬度高，耐磨性好，目前已廣泛應用于化工、水利、交通、機械、電子、家電、汽車及航空航天等工業領域。

現有已公開水性環氧樹脂乳液的制備工藝中，所制備的水性環氧樹脂主要為雙組份，中低分子量（EEW＜1100）水性環氧樹脂乳液，主要用于建筑領域，僅有少量環氧當量為2000左右的產品用于玻璃纖維的浸漬。這些產品由于環氧樹脂的分子量低，主要為雙組份，適用期短，使用不便，并且制得的漆膜柔韌性，耐沖擊性及防腐蝕性能差，只能用于要求較低的水性鋼結構防腐底漆使用，目前在建筑領域使用較廣，尚不能完全滿足高性能水性環氧防腐涂料與浸潤劑技術的急需。

發明內容

本發明的目的：旨在提出一種制備超高分子量（EEW〉2000）單組份水性環氧樹脂乳液的方法，制備出的樹脂具有分散相粒徑小、分布均勻，穩定性高；漆膜防腐性能優異、柔韌性好、附著力強；與低分子量環氧相比，制成的復合材料界面結合力強，使得制品力學性能及耐老化性能得以大幅度提高。與雙組份環氧相比，使用更為簡便，效率更高。

本發明提出的這種超高分子量單組份水性環氧樹脂乳液，其特征在于：它包括改性環氧樹脂、高效乳化劑、表面活性劑、共溶劑和水；

所述單組份水性環氧樹脂乳液按以下重量百分比組成：改性超環氧樹脂100%，高效乳化劑5-35%，表面活性劑0-1%，共溶劑0-70%，適量水；

所述的改性環氧樹脂包括：超高分子量環氧樹脂、聚乙二醇醚、雙親性化合物、異氰酸酯、封閉劑和催化劑；在所述的改性環氧樹脂中：超高分子量環氧樹脂與聚乙二醇醚的質量比為8:1~1:1，超高分子量環氧樹脂與雙親性化合物的質量比為4:1~1:1，超高分子量環氧樹脂與異氰酸酯的質量比為10:3~10:4，超高分子量環氧樹脂與封閉劑的質量比為15:1~15:2，催化劑的用量為改性環氧樹脂體系總重量的0.01-0.1;

所述的超高分子量環氧樹脂為環氧當量大于2000的雙酚A型環氧樹脂；

所述的高效乳化劑包括超高分子量環氧樹脂、聚醚、有機硅和催化劑；其中超高分子量環氧樹脂與有機硅的質量比為5:1~1：1，超高分子量環氧樹脂與聚醚的質量比為6:1~6:4，催化劑的用量為高效乳化劑體系總重量的0.01-0.1；

所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基硫酸鈉及十二烷基硫酸鉀中的一種、或兩種以及兩種以上的混合物；

所述的共溶劑包括丙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇甲醚及雙丙酮中的一種、或兩種及兩種以上的混合物；

所述的封閉劑為己內酰胺、苯酚、或甲乙酮肟中的一種、或兩種以及兩種以上的混合物；

所述的催化劑為2-乙基-4-甲基咪唑、三苯基磷、三苯基磷化氫或芐基二甲胺中的一種或兩種以上的混合物。

所述改性環氧樹脂中用的聚乙二醇醚為分子量為1000-6000的聚乙二醇，聚丙二醇，聚丁二醇中的一種、或為聚乙二醇醚的共聚物；或為分子鏈中一端或兩端被氨基或羧基取代的聚乙二醇醚及其共聚物中的一種或兩種以上的混合物。

所述改性環氧樹脂中用的雙親性化合物為磷酸酯、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種、或兩種以及兩種以上的混合物。

所述的改性環氧樹脂中用的異氰酸酯為甲苯二異氰酯酯，二苯甲烷二異氰酸酯，異佛爾酮二異氰酸酯中的一種、或兩種以及兩種以上的混合物。

所述的改性環氧樹脂中用的有機硅為三乙氧基硅烷、四甲基二氫基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、八甲基環四硅氧烷、環五聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物。

所述的低分子量環氧樹脂乳液，其共溶劑的添加量為環氧樹脂重量的0-10%；

所述超高分子量單組份水性環氧樹脂乳液，其制備方法包括超高分子量環氧樹脂的改性、高效乳化劑的制備和加水乳化三個步驟：