[發(fā)明專利]一種非離子型環(huán)氧乳化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410650198.8
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104479136A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱殿奎;李浩;沈志明;李晴;朱燦銀;徐磊;李文;李偉;張輝
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇豐彩新型建材有限公司;江蘇豐彩節(jié)能科技有限公司;江蘇豐彩保溫裝飾板有限公司
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08G65/48;C09D163/00;C09D7/12
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 何朝旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非離子型環(huán)氧乳化劑，同時還涉及其制備方法，屬于環(huán)氧樹脂乳化劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂具有粘結(jié)性好，固化收縮率低，機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性及耐溶劑性良好等優(yōu)點(diǎn)，在化工、電器、建筑、航空等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂多為溶劑性環(huán)氧樹脂，溶劑的使用，會產(chǎn)生大量的VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)，污染環(huán)境，同時溶劑的揮發(fā)及易燃性使環(huán)氧樹脂在施工、運(yùn)輸、存儲等方面存在較大的安全隱患，并對人體健康造成不利影響，大量使用溶劑也會造成應(yīng)用成本提高，因此采用水替代溶劑的水性環(huán)氧樹脂成為新的發(fā)展趨勢。水性環(huán)氧樹脂作為一種環(huán)境友好型產(chǎn)品，越來越受到人們關(guān)注。但是環(huán)氧樹脂本身不溶于水，不能直接加水進(jìn)行乳化，必須在其分子鏈中引入親水基團(tuán)或在體系中加入親水親油組分。目前水性環(huán)氧樹脂的制備方法大致有三種：1)機(jī)械法，是通過外加乳化劑的水溶液來乳化環(huán)氧樹脂，這種方法制備的水性環(huán)氧樹脂乳液粒徑大，穩(wěn)定性差；2)相反轉(zhuǎn)法，是一種制備高分子樹脂乳液的常用方法，制備時先將外加乳化劑與環(huán)氧樹脂混合，再緩慢滴加水得到水性環(huán)氧樹脂乳液；3)自乳化法，通過在環(huán)氧樹脂分子中接枝親水基團(tuán)，使其具有親水性，這種制備水性環(huán)氧樹脂的方法成本高，工藝復(fù)雜，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。因此，利用相反轉(zhuǎn)法制備的水性環(huán)氧樹脂不僅粒徑小，穩(wěn)定性好，而且成本低，是一種較為常見且適合工業(yè)化的方法。利用相反轉(zhuǎn)法制備的水性環(huán)氧樹脂乳液，由于傳統(tǒng)的外加乳化劑使用的是小分子物質(zhì)，制備的水乳液容易破乳，不穩(wěn)定，且游離的小分子造成涂料涂膜性能下降，主要是耐腐蝕性能受到很大影響，導(dǎo)致乳化劑的存在會對涂膜的耐水性造成一定的影響。以環(huán)氧樹脂分子主鏈作為親油性部分，接枝的親水基團(tuán)或親水鏈段作為親水部分，合成具有雙親性能的環(huán)氧樹脂乳化劑，此種乳化劑與本體環(huán)氧樹脂的分子結(jié)構(gòu)相似，與環(huán)氧樹脂相容性好，從而可提高環(huán)氧樹脂水乳液的穩(wěn)定性；此外乳化劑結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧基團(tuán)可以與固化劑反應(yīng)，穩(wěn)定存在與固化產(chǎn)物中，而不像小分子乳化劑游離于體系之外，可以改善涂膜性能。目前所見的活性環(huán)氧乳化劑多是單環(huán)氧或雙環(huán)氧化合物，通常分子量較大，其環(huán)氧基的活性較小分子環(huán)氧基活性弱，導(dǎo)致乳化劑反應(yīng)不充分，涂膜的耐水性仍會受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種非離子型環(huán)氧乳化劑，同時還給出了制備方法，該乳化劑具有多個官能團(tuán)，可以使乳化劑在成膜過程中更加完全地參與交聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而提高涂膜的耐水性。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案提供了非離子型環(huán)氧乳化劑，所述非離子型環(huán)氧乳化劑的結(jié)構(gòu)式如下：

其中，R1為C2～C18烷烴鏈段，R1具體為C_jH_2j+2，j的取值范圍為2≤j≤18，i－1的取值范圍值是5～200，其中n的取值范圍是0.1～10。

本發(fā)明的非離子型環(huán)氧乳化劑具有四個反應(yīng)型的環(huán)氧基團(tuán)，在利用相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹脂時，該乳化劑可最大程度的參與交聯(lián)反應(yīng)，從而避免出現(xiàn)由于乳化劑的存在導(dǎo)致的涂膜耐水性差的問題，同時由于合成乳化劑的分子量大，且具有四個環(huán)氧基團(tuán)該乳化劑與固化劑反應(yīng)后能夠在一定程度上提高涂膜的硬度，進(jìn)而縮短涂膜的干燥時間。

上述技術(shù)方案中，所述非離子型環(huán)氧乳化劑由以下重量份配比原料制成：端氨基聚乙二醇40～80份，其結(jié)構(gòu)式為NH₂-CH₂-CH₂-(OCH₂CH₂)_i-1-NH₂，其中i－1的取值范圍值是5～200；環(huán)氧樹脂10～40份，其結(jié)構(gòu)式為其中n的取值范圍是0.1～10；溶劑10～20份，雙環(huán)氧化合物5～15份，其結(jié)構(gòu)式為其中R1為C2～C18烷烴鏈段，R1具體為C_jH_2j+2，j的取值范圍為2≤j≤18。

上述技術(shù)方案中，所述端氨基聚乙二醇的分子量為400,600,1000,2000,4000,6000，8000中的至少一種。

上述技術(shù)方案中，所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-51，E-44，E-42，E-20中的至少一種。

上述技術(shù)方案中，所述溶劑為四氫呋喃，苯，甲苯，二甲苯，丙酮，醋酸乙酯，乙醇，丁醇，環(huán)己酮，丙二醇甲醚中的至少一種；所述雙環(huán)氧化合物為1,4-丁二醇二縮水甘油醚，乙二醇二縮水甘油醚，1,6-已二醇二縮水甘油醚，新戊二醇二縮水甘油醚中的至少一種。