[發(fā)明專利]一種改性F-51環(huán)氧樹脂及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610187644.5
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105713180A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金仲恩;全春蘭;張帆;喻國貞;歐陽智琨;陳晉納
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蔻美新材料有限公司
• 主分類號: C08G59/14
• 分類號: C08G59/14;C08G59/16
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀(jì)昌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水性環(huán)氧樹脂領(lǐng)域，尤其涉及一種改性F-51環(huán)氧樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

水性環(huán)氧樹脂體系避免了揮發(fā)性有機(jī)物的大量使用，具有顯著的環(huán)保特色和應(yīng)用價值。 因而環(huán)氧樹脂水性化及其應(yīng)用的研究成為近年來備受關(guān)注的領(lǐng)域之一。

目前，對環(huán)氧樹脂水性化改性的方法可分為兩大類，即外加乳化劑法和化學(xué)改性法。外 加乳化劑法是在加入一定量乳化劑的作用下，借助于超聲波振蕩、高速攪拌或均質(zhì)機(jī)乳化等 手段將環(huán)氧樹脂以微粒狀態(tài)分散于水中，形成穩(wěn)定的水乳液。這樣得到的乳化體系一般難以 達(dá)到理想的貯存穩(wěn)定性。同時由于使用了較多的乳化劑，這些乳化劑最終大部分會留在固化 物中，從而使固化物的機(jī)械性能、耐水性和耐溶性等比溶劑型的差。化學(xué)改性法主要是通過 環(huán)氧基的開環(huán)反應(yīng)引入極性基團(tuán)或通過自由基引發(fā)接枝反應(yīng)將極性基團(tuán)引入環(huán)氧樹脂分子鏈 上，使環(huán)氧樹脂獲得水溶性或水分散性。但開環(huán)反應(yīng)會使改性樹脂失去部分具有較大反應(yīng)活 性的環(huán)氧基，因而僅適合多官能團(tuán)環(huán)氧樹脂的改性，否則，改性物難以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，固化 物的性能差。接枝反應(yīng)一般是將環(huán)氧樹脂溶于溶劑中，在投入丙烯酸類單體及引發(fā)劑，靠自 由基的轉(zhuǎn)移使環(huán)氧樹脂分子中的亞甲基成為活性點(diǎn)而引發(fā)丙烯酸類單體聚合。這種方法雖然 理論上不破壞環(huán)氧基，但接枝反應(yīng)與丙烯酸類單體的自聚是一對競爭反應(yīng)，接枝率難以控制， 而且，丙烯酸的羧基在適當(dāng)溫度下也可以和環(huán)氧基反應(yīng)，可見，接枝反應(yīng)工藝復(fù)雜，產(chǎn)物結(jié) 構(gòu)難以控制。因此，對環(huán)氧樹脂水性化改性的這兩類方法，都存在一定程度的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：為了使每個樹脂分子中保留了盡可能多的環(huán)氧基，一方面使 樹脂具備了水溶性或水分散性，另一方面又保留相當(dāng)數(shù)量的環(huán)氧基，使改性樹脂的親水性和 反應(yīng)性達(dá)到合理的平衡，克服二者不可兼得的矛盾，本發(fā)明提供了一種改性F-51環(huán)氧樹脂及 其制備方法。

技術(shù)方案：一種改性F-51環(huán)氧樹脂，包含以下組分：F-51環(huán)氧樹脂25～45份、硼酸12～ 26份、乙酸8～19份、亞麻油酸8～22份、順丁烯二酸酐3～11份、聚氨酯8～14份、亞砜 6～17份、硅酸鈉7～19份、氫氧化鈉8～22份、水22～46份。

優(yōu)選的，所述改性F-51環(huán)氧樹脂包含以下組分：F-51環(huán)氧樹脂38份、硼酸21份、乙酸 16份、亞麻油酸17份、順丁烯二酸酐8份、聚氨酯11份、亞砜12份、硅酸鈉14份、氫氧 化鈉16份、水41份。

一種改性F-51環(huán)氧樹脂的制備方法，包含以下步驟：

(1)第一改性F-51環(huán)氧樹脂制備：將F-51環(huán)氧樹脂、硼酸、乙酸、亞麻油酸和順丁烯 二酸酐加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為560～780℃、壓力為1.8～3.8MPa、攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為1200～2400 轉(zhuǎn)/分鐘、反應(yīng)時間為18～40分鐘；

(2)第二改性F-51環(huán)氧樹脂制備：將氫氧化鈉加入水中，獲得氫氧化鈉溶液，將步驟 (1)制備獲得的第一改性F-51環(huán)氧樹脂、聚氨酯和亞砜加入氫氧化鈉溶液中，混合均勻后， 加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后蒸發(fā)除去溶劑，加入異丙酮，再用水洗滌，除去水相，將有機(jī)相蒸發(fā) 干；

(3)將步驟(2)制備獲得的第二改性F-51環(huán)氧樹脂與硅酸鈉混合加入乳化機(jī)中，置于 125～150℃的油浴鍋中，開啟乳化機(jī)，以3000～6000轉(zhuǎn)/分鐘的速度連續(xù)剪切22～48分鐘，加 入穩(wěn)定劑4～17份、并將乳化機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至800～1400轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌15～30分鐘即可制得改性 F-51環(huán)氧樹脂。

優(yōu)選的，步驟(1)中將F-51環(huán)氧樹脂、硼酸、乙酸、亞麻油酸和順丁烯二酸酐加入反 應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為725℃、壓力為3.4MPa、攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為2200轉(zhuǎn)/分鐘、反應(yīng)時間為35分 鐘。

優(yōu)選的，步驟(3)中將步驟(2)制備獲得的第二改性F-51環(huán)氧樹脂與硅酸鈉混合加入 乳化機(jī)中，置于142℃的油浴鍋中，開啟乳化機(jī)，以4500轉(zhuǎn)/分鐘的速度連續(xù)剪切40分鐘， 加入穩(wěn)定劑13份、并將乳化機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至1200轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌25分鐘即可制得改性F-51環(huán)氧 樹脂。

有益效果：本發(fā)明通過對環(huán)氧樹脂的兩次改性制備獲得的改性F-51環(huán)氧樹脂使每個樹脂 分子中保留了盡可能多的環(huán)氧基，一方面使樹脂具備了水溶性或水分散性，另一方面又保留 相當(dāng)數(shù)量的環(huán)氧基，使改性樹脂的親水性和反應(yīng)性達(dá)到合理的平衡，克服二者不可兼得的矛 盾。

具體實(shí)施方式