[發明專利]由含異氰酸酯雙環氧官能團的乳化劑制備的水性環氧乳液

在審

• 申請號: 201710533988.1
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107189084A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 劉曉非;杜則冰
• 申請（專利權）人: 安徽艾珀希德化工科技有限公司
• 主分類號: C08J3/09
• 分類號: C08J3/09;C08J3/03;C08L63/00;C08L75/08;C08G18/76;C08G18/58;C08G18/48;C09D163/00;C09D7/12
• 代理公司: 安徽信拓律師事務所34117
• 代理人: 張加寬

技術領域：

本發明涉及水性環氧乳液技術領域，具體涉及一種由含異氰酸酯雙環氧官能團的乳化劑制備的水性環氧乳液。

背景技術：

環氧樹脂具有粘結性好、固化收縮率低、機械強度高、耐腐蝕性及耐溶劑性良好等優點，在化工、電器、建筑、航空等領域有著廣泛的應用。傳統的環氧樹脂多為溶劑型環氧樹脂，溶劑的使用會產生大量的揮發性有機化合物，污染環境且對人體健康造成不利影響。水性環氧樹脂作為一種環境友好型產品，越來越受到人們關注。但是環氧樹脂本身不溶于水，不能直接加水進行乳化，必須在其分子鏈中引入親水基團或在體系中加入親水親油組分。

目前，相反轉法是一種適合工業化制備水性環氧樹脂的方法。利用相反轉法制備的水性環氧樹脂不僅粒徑小，穩定性好，成本低，并能避免傳統外加小分子乳化劑存在的所制乳液容易破乳、不穩定且游離的小分子會降低涂料涂膜耐水性的問題。

以環氧樹脂分子主鏈作為親油部分，接枝的親水基團或親水鏈段作為親水部分，合成具有雙親性能的環氧樹脂乳化劑，此種乳化劑與環氧樹脂的分子結構相似，與環氧樹脂相容性好，從而可提高環氧樹脂水乳液的穩定性；并且乳化劑結構中所含的環氧基團可以與固化劑反應，穩定地存在于固化產物中，而不像小分子乳化劑有利于體系之外，從而改善涂膜性能。目前常見的環氧乳化劑多為單環氧或雙環氧化合物，通常分子量較大，但環氧基的活性弱于小分子環氧基活性，導致乳化劑反應不充分，以致影響涂膜的耐水性和耐鹽霧性。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種乳化用量少且乳化效果好、質量穩定性好的由含異氰酸酯雙環氧官能團的乳化劑制備的水性環氧乳液。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

由含異氰酸酯雙環氧官能團的乳化劑制備的水性環氧乳液，由如下質量百分比的原料制成：

所述乳化劑由如下質量百分比的原料制成：

環氧樹脂 15％-34％

單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚 66％-85％。

所述溶劑選自乙二醇乙醚、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚中的一種。

所述環氧樹脂的環氧當量為0.35-0.45。

所述環氧樹脂的分子量在360-3000。

所述乳化劑的制備方法為：將環氧樹脂和單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚混合，并升溫至50-100℃反應3-6h，待自然冷卻至室溫，即得乳化劑。

所述水性環氧乳液的制備方法為：將環氧樹脂、乳化劑、溶劑混合后加熱熔融，高速攪拌，待冷卻至70℃后開始滴加去離子水，直至相反轉得到穩定的乳液。

所述單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚由如下質量百分比的原料制成：

2,4-甲苯二異氰酸酯 11-44％

聚乙二醇單甲醚 56-89％。

所述聚乙二醇單甲醚的分子量在400-1500。

其制備方法為：將2,4-甲苯二異氰酸酯和聚乙二醇單甲醚混合后升溫至40-100℃反應3-10h，自然冷卻至室溫，即得單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚。

本發明的有益效果是：

(1)本發明利用所制結構規整的反應型環氧乳化劑通過相反轉法制得水性環氧樹脂乳液，乳化效果好且穩定性好，乳液粒徑在0.6-1.8um；

(2)所制反應型環氧乳化劑的每個乳化劑分子至少含有兩個環氧基團，且所含的環氧基團能與胺固化劑反應而穩定地存在于固化產物中，不遷移，從而提高涂料所形成涂膜的耐水性和耐鹽霧性；

(3)所制反應型環氧乳化劑對環氧樹脂的乳化效果與進口乳化劑相當，其制備成本僅為進口乳化劑價格的40％，從而極大地降低了成本。

具體實施方式：

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

實施例1

(1)單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚由如下質量百分比的原料制成：

2,4-甲苯二異氰酸酯 20％

聚乙二醇單甲醚 80％

將2,4-甲苯二異氰酸酯和聚乙二醇單甲醚混合后升溫至100℃反應5h，自然冷卻至室溫，即得單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚。

(2)乳化劑由如下質量百分比的原料制成：

環氧樹脂E51 25％

單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚75％

其制備方法為：將環氧樹脂E51和單異氰酸酯聚氧乙烯單甲醚混合，并升溫至80℃反應6h，待自然冷卻至室溫，即得乳化劑。