[發明專利]水溶性自固化環氧樹脂及制備方法

有效

• 申請號: 201410503428.8
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104231233A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 唐功文;閆志山;黃鑫
• 申請（專利權）人: 天津市中海科技實業總公司
• 主分類號: C08G59/70
• 分類號: C08G59/70
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明涉及一種水溶性自固化環氧樹脂及制備方法。

背景技術

環氧樹脂固化物具有優良的粘結性、耐熱性、耐化學藥品性、電絕緣性及機械性能，是目前世界上最為廣泛、最為重要的防腐涂料之一(Sorensen?P?A,Kiil?S,Johansen?K?D,et?al.Anticorrosive?coatings:a?review[J].Journal?of?Coatings?Technology?and?Research,2009,6(2):135-176.)。溶劑型環氧樹脂涂料中含有大量可揮發性有機化合物(VOC)，造成很大環境污染，嚴重危害人類健康。而水性環氧樹脂涂料是以水作溶劑或分散介質，具有低VOC排量、低可燃性、低毒等優點，符合現代社會生態環境的高要求，逐漸成為近年來研究的熱點(Elmore?J?D,Kincaid?D?S,Komar?P?C,et?al.Waterborne?epoxy?protective?coatings?for?metal[J].Journal?of?Coatings?Technology,2002,74(9):63-72.)。水性樹脂涂料大體可分為水分散性和水溶性兩大類，而水分散性環氧樹脂固化膜的耐化學品性能較溶劑型環氧樹脂固化膜差。Wegmann等人(Wegmann?A.Chemical?resistance?of?waterborne?epoxy/amine?coatings[J].Progress?in?Organic?Coatings,1997,32(1-4):231-239.)經研究發現，由于水分散性環氧樹脂體系是水乳液體系，固化不完全導致成膜不均勻是其耐化學品性能較差的主要原因。水溶性環氧樹脂體系為分子級分散狀的真溶液，是均相體系，類似于溶劑型環氧樹脂體系的特征，成膜結構均勻、致密。水溶性環氧樹脂涂料體系中不含乳化劑或離子基團，穩定性好，能真正達到零VOC排放，是綠色環保涂料，非常具有研發的必要。

海因環氧樹脂是由海因或其衍生物經縮水甘油化而得到的含有五元二氮雜環的新型特種水溶性環氧樹脂。海因環氧樹脂除了具有良好的電絕緣性能、耐熱性、耐化學品性、耐磨性等優點外，還有具有耐候性好、阻燃性好和粘度低等優異的性能，已廣泛用于電子封裝材料、阻燃材料、絕緣材料、材料抗菌劑、防污涂料等，而海因環氧樹脂在這些領域應用時，需要外加固化進行固化。區別于外加固化劑進行水溶性海因環氧樹脂的固化，本發明提出一種水溶性自固化環氧樹脂及其制備方法，以期應用于防腐涂料領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水溶性自固化環氧樹脂及制備方法，以利于該水溶性自固化環氧樹脂能夠溶于水中，且在一定溫度下能自固化，無需外加固化劑，固化物具有優異的物理機械性能和耐化學品性能。

本發明提供的一種水溶性自固化環氧樹脂是以海因環氧樹脂和有機鈦螯合物為原料制備，具體步驟：配制一定濃度的海因環氧樹脂水溶液，將一定量的海因環氧樹脂水溶液和有機鈦螯合物混合，在一定溫度下攪拌一段時間，冷卻后即可得到水溶性自固化環氧樹脂。海因環氧樹脂和有機鈦螯合物的質量比為：2～10:1。

本發明的效果是用海因環氧樹脂和有機鈦螯合物在加熱條件下攪拌混合即可制備出水溶性自固化環氧樹脂。海因環氧樹脂應用時需外加固化劑才可固化，而本發明制備的水溶性自固化環氧樹脂不但能完全溶于水中，可在加熱條件下自固化，無需外加固化劑，而且這種自固化環氧樹脂的固化膜具有優異的物理機械性能和耐有機溶劑性能，本發明為高效制備水溶性自固化環氧樹脂提供了一種很簡單易行的方法。

具體實施方式

結合實施例對本發明的水溶性自固化環氧樹脂及制備方法加以說明。

實施例1

將18g的海因環氧樹脂溶于12g蒸餾水中配制濃度為60％的海因環氧樹脂水溶液，將上述海因環氧樹脂水溶液加入燒杯中，在磁力攪拌下按照海因環氧樹脂和有機鈦螯合物的質量比為5:1加入3.6g二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯，在30℃水浴中攪拌0.5h，冷卻后即可得到水溶性自固化環氧樹脂。

實施例2

將9g的海因環氧樹脂溶于21g蒸餾水中配制濃度為30％的海因環氧樹脂水溶液，將上述海因環氧樹脂水溶液加入燒杯中，在磁力攪拌下按照海因環氧樹脂和有機鈦螯合物的質量比為2:1加入4.5g二(三乙醇胺)鈦酸二異丙酯，在90℃水浴中攪拌3h，冷卻后即可得到水溶性自固化海氧樹脂。

實施例3