[發明專利]一種用于玻璃纖維的水性環氧樹脂乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 201510726303.6
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105254189A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 劉大偉;李穎;張楠
• 申請（專利權）人: 陜西華特新材料股份有限公司
• 主分類號: C03C25/36
• 分類號: C03C25/36
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術領域

本發明是一種水性環氧樹脂的制備方法，涉及環氧樹脂乳液的制備方法，屬于生產制造玻璃纖維技術領域。

背景技術

玻璃纖維是一種工程材料，具有不燃、耐腐蝕、耐高溫、吸濕小、伸長率低等優良特性，被廣泛應用于建筑、電子、航空、國防等領域，然而由于玻璃纖維具有不耐折、脆性高等特性，不能直接使用，需要在玻璃纖維生產時涂覆一種混合物，使其在原絲生產時起到潤滑、粘結、集束等作用，從而防止玻璃纖維單絲之間磨損，涂覆混合物的玻璃纖維，不僅耐折性能優越，并且能滿足玻璃纖維進一步加工，同時可以使玻璃纖維獲得與基材有良好的相容性及界面化學結合或化學吸附等性能。

專利CN104497320A利用聚醚型聚氨酯型乳化劑高速攪拌合成一種環氧樹脂乳液，提高涂層的耐水、韌性和強度等性能，主要應用在油漆領域，未提到應用在玻璃纖維領域。

專利CN103865078A將至少2個環氧基的環氧樹脂和分子中至少2個活潑的氫原子的極性化合物溶解在低碳醇中，并在高溫下反應10小時左右，該樹脂乳液具有水溶性優異、穩定性好、成本低，毒性小等特點。此環氧樹脂乳液反應溫度高，反應周期長，產品韌性差。

專利CN101402739A利用高速分散機、膠體磨和高壓均質機對環氧樹脂進行乳化，做好的乳液12個月不破乳，性能優良。該工藝生產工藝繁瑣，成本高。

專利CN1891772B利用環氧乳化劑、環氧樹脂和縮水甘油醚環氧樹脂制得。其中環氧乳化劑由環氧樹脂、聚乙二醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚、擴鏈劑和縮水甘油醚環氧樹脂獲得。此工藝要求反應溫度70～120℃，反應溫度高，需要抽真空，工藝繁瑣。

專利CN1415680A公開了環氧樹脂乳液由環氧樹脂經反應性乳化劑乳化制備，反應性乳化劑是由環氧樹脂與具有表面活性的聚醚二元醇在路易斯酸催化劑存在下反應生成的，端基分別為環氧基和氫基的聚合物型乳化劑，路易斯酸催化劑加入影響固化物的耐性，同時專利中加入共溶劑降低環氧粘度，但同時影響漆膜并且增加了成本。

美國專利US4315044公開了通過雙酚A型環氧樹脂，雙酚A聚乙二醇縮水甘油醚和乙二醇單醚。用三苯基磷作催化劑，于155～166℃高溫反應，合成自乳化環氧。其制備工藝復雜，催化劑價格高，實際生產有很大困難。

美國專利US5244856公開了分子量為300～400的雙酚A環氧樹脂，聚丙二醇縮水甘油醚，雙酚A，硬脂肪二元酸，多元酸，單元酸和特丁基酚，用三苯基膦乙酸乙酯為催化劑在165～200℃反應得到復合環氧樹脂，在含有非離子表面活性劑的水中乳化。在23℃，涂膜7天固化。該專利乳化穩定性欠佳，而且固化溫度和固化時間還需要進一步調整。

美國專利US4122067描述了一種環氧樹脂與聚乙二醇二縮水甘油醚制備得到乳化劑。

通過檢索國內外的專利文獻和論文數據庫，尚未檢索到與本發明相同的制備方法，也未發現應用到玻璃纖維領域。

發明內容

為克服現有技術中存在的生產工藝繁瑣、成本高，并且產品韌性差的不足，本發明提出了一種用于玻璃纖維的水性環氧樹脂乳液及其制備方法。

本發明提出的用于玻璃纖維的水性環氧樹脂乳液由35～43.01％的環氧樹脂、2.5～5.16％的過氧化聚丁二烯、1.29～4％的環氧乙烷、2.0～6.08％的二丙酮醇和45.73～57％的去離子水組成。所述的百分比為質量百分比。

本發明提出的制備所述用于玻璃纖維的水性環氧樹脂乳液的具體過程是：

步驟1，將占總體系43.01％的環氧樹脂加入燒杯中，加入稱量好的有機溶劑二丙酮醇，開啟高速剪切乳化攪拌機，持續攪拌10分鐘，使得二丙酮醇與環氧樹脂充分混合，環氧樹脂粘度明顯降低，攪拌速度為3000r/min。得到環氧樹脂混合液。

步驟2，在得到的環氧樹脂混合液中加入稱量好的過氧化聚丁二烯和環氧乙烷，高速剪切乳化攪拌機保持3000r/min的攪拌速度持續攪拌10分鐘。調整攪拌機的轉速為8000r/min并保持該轉速至制備過程結束。將所述去離子水總量的1/2加入至有過氧化聚丁二烯和環氧乙烷的環氧樹脂混合液中，并繼續攪拌15分鐘。將剩余的去離子水加入到環氧樹脂混合液中，繼續攪拌30分鐘，得到環氧樹脂濃度為45％的水性環氧樹脂乳液。

在向環氧樹脂混合液中加入去離子水時，須使去離子水呈線性狀態加入燒杯中。