[發明專利]一種水性環氧樹脂、水性環氧油漆乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 201610164811.4
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105693998A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 張文政;李天生
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08G59/14
• 分類號: C08G59/14;C09D163/00
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種環氧樹脂、油漆乳液及其制備方法，特別是涉及一種水性環氧樹 脂、水性環氧油漆乳液及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂固化后，對金屬和非金屬材料的表面具有優異的粘接強度，介電性能良 好，變形收縮率小，制品尺寸穩定性好，硬度高，柔韌性較好，對堿及大部分溶劑穩定，因而 廣泛應用于國防、國民經濟各部門，是油漆涂料領域中一個非常重要的品種。

環氧樹脂水性化有以下四種方法：機械法、化學改性法、相反轉法和固化劑乳化法 等。

機械法：機械法即直接乳化法，可用球磨機、膠體磨等將固體環氧樹脂預先磨成微 米級的環氧樹脂粉末，然后加入乳化劑水溶液，再通過機械攪拌將粒子分散于水中;或將 環氧樹脂和乳化劑混合，加熱到適當的溫度，在激烈的攪拌下逐漸加入水而形成乳液。

化學改性法：化學改性法又稱自乳化法，即將一些親水性的基團引入到環氧樹脂 分子鏈上，或嵌段或接枝，使環氧樹脂獲得自乳化的性質，當這種改性聚合物加水進行乳 化時，疏水性高聚物分子鏈就會聚集成微粒，離子基團或極性基團分布在這些微粒的表面， 由于帶有同種電荷而相互排斥，只要滿足一定的動力學條件，就可形成穩定的水性環氧樹 脂乳液。

相反轉法：該方法是在高剪切力條件下先將乳化劑與環氧樹脂均勻混合，隨后在 一定的剪切條件下緩慢地向體系中加入水，隨著加水量的增加，整個體系逐步由油包水型 轉變為水包油型，形成均勻穩定的水可稀釋體系。

固化劑乳化法：該方法中，環氧樹脂一般預先不乳化，而由水性環氧固化劑在使用 前混合乳化，因而這類固化劑必須既是交聯劑又是乳化劑。

目前，采用機械法、相反轉法和固化劑乳化法制得的水性環氧樹脂粒子的粒徑普 遍較大，一般為微米級，導致乳液的穩定性不好，而通過化學改性的方法所制得的粒子較 細，一般為納米級，乳穩定性高。因此，具有廣泛的研究開發意義和實用價值。目前，國內外 的研究者大多是采用化學改法性，通過向環氧樹脂分子中引入水性物質，如對位羥基苯甲 酸甲酯、巰基乙酸或對位氨基苯甲酸，然后再將產物通過直接乳化或相反轉法制備出穩定 的水性環氧樹脂乳液。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水性環氧樹脂、水性環氧油漆乳液及其制備方法，本 發明由4-苯胺磺酸改性的水性環氧樹脂。然后提供一種以上述改性環氧樹脂為主要原料制 得的乳液。通過向環氧樹脂分子中引入親水性更強的磺酸基團，提高環氧樹脂乳液的親水 性，提高其在水中的穩定性，4-苯胺磺酸分子中的苯環也能夠顯著提高環氧樹脂油漆的耐 熱性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種水性環氧樹脂，所述水性環氧樹脂為一種4-苯胺磺酸改性水性環氧樹脂，屬于一 種由雙酚A型環氧樹脂改性，具有如下所示通式的化合物：

n=1~15。

一種水性環氧樹脂制備方法，所述方法按如下步驟制備水性環氧樹脂：將原料環 氧樹脂：100份；4-苯胺磺酸：1～20份；水：1～40份；表面活性劑：0.1～4份配比混合，在溫度 為70～95℃下反應5~10小時，即得到4-苯胺磺酸改性水性環氧樹脂。

所述的一種水性環氧樹脂制備方法，所述表面活性劑包括：氨基酸型兩性表面活 性劑和甜菜堿型兩性表面活性劑，或由上述兩種表面活性劑所組成的混合物。

所述的一種水性環氧樹脂制備方法，所述表面活性劑具體種類包括：十二烷基氨 基丙酸，烷基二甲基甜菜堿，烷基二甲基磺乙基甜菜堿，烷基二甲基羥丙基磷酸脂甜菜堿及 其混合物。

所述的一種水性環氧樹脂制備方法，所述改性環氧樹脂所用的改性劑是4-苯胺磺 酸。

一種水性環氧油漆乳液制備方法，所述水性環氧油漆乳液是通過如下過程制備所 得的：首先向4-苯胺磺酸改性水性環氧樹脂中滴加弱堿使其PH介于7~7.5之間，然后在膠體 磨中進行乳化，所得水性環氧乳液固含量為42~45%。

所述一種水性環氧油漆乳液制備方法，所述弱堿為氨水。

本發明的優點與效果是：

本發明通過化學改性的方法，水性環氧方法制備的步驟簡單，實驗條件溫和，操作技術 難度小。所得水性環氧乳液粒子細小，儲存和性能都非常穩定，固化產物硬度高，抗沖擊強 度性能好，耐熱性能更高。非常適合在高性能油漆涂料領域廣泛應用。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。