[發明專利]一種單組份水性環氧乳液及其制備方法

在審

• 申請號: 201710889665.6
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107793576A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 張小賓;陶純初
• 申請（專利權）人: 固德電材系統(蘇州)股份有限公司
• 主分類號: C08J3/03
• 分類號: C08J3/03;C08L63/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟

技術領域

本發明屬于環氧樹脂技術領域，涉及一種單組份水性環氧乳液及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂本身具有良好的物理和化學性能，并且擁有優良的粘結性能，能很好的粘附金屬和非金屬材料等材質，同時環氧樹脂固化收縮率低，一般只有1～2％，相對于其他溶劑型和無溶劑的聚酯和醇酸樹脂，環氧樹脂固化時VOC揮發很小，制品尺寸穩定性好，固化后產品硬度高，耐化學性穩定，優良的電性能。

近年來，為了迎合國家提倡的綠色、環保的要求，不斷研發出各類水性環氧樹脂產品，但真正意義上的水性環氧樹脂產品的內部還是含有一定的助溶劑，也就是人們通常使用的溶劑類產品，對于環境和人類健康還是存在一定的危害性。

CN102675859A公開了一種超高分子量單組份水性環氧樹脂乳液，它包括改性環氧樹脂、高效乳化劑、表面活性劑、共溶劑和水；所述環氧樹脂乳液按改性超環氧樹脂100％，高效乳化劑5-35％，表面活性劑0-1％，共溶劑0-70％，適量水組成；所述的改性環氧樹脂包括：超高分子量環氧樹脂、聚乙二醇醚、雙親性化合物、異氰酸酯、封閉劑和催化劑；所述的超高分子量環氧樹脂為環氧當量大于2000的雙酚A型環氧樹脂；所述的高效乳化劑包括超高分子量環氧樹脂、聚醚、有機硅和催化劑。該發明制備出的樹脂具有分散相粒徑小、分布均勻，穩定性高；漆膜防腐性能優異、柔韌性好、附著力強；與低分子量環氧相比，制成的復合材料界面結合力強，使得制品力學性能及耐老化性能得以大幅度提高；與雙組份環氧相比，使用更為簡便，效率更高，但是其使用了共溶劑，環境友好性能有待提高。

CN102675861A公開了一種單組份水性環氧樹脂乳液，包括改性環氧樹脂，高效乳化劑，表面活性劑，共溶劑和水；其中：改性環氧樹脂100％，高效乳化劑5-35％，表面活性劑0-1％，共溶劑0-70％，適量水；改性環氧樹脂包括環氧樹樹脂、聚乙二醇醚、異氰酸酯、封閉劑和催化劑；所述的高效乳化劑由環氧樹脂、聚醚、有機硅和催化劑；所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸鉀中的一種或兩種以上的混合物；所述的共溶劑為丙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇甲醚及雙丙酮中的一種或兩種以上的混合物；所述的封閉劑為己內酰胺、苯酚、甲乙酮肟中的一種或兩種以上的混合物；所述的催化劑為2-乙基-4-甲基咪唑、三苯基磷、三苯基磷化氫或芐基二甲胺中的一種或兩種以上的混合物。該發明的單組份水性環氧樹脂乳液雖然也是單組份的高效乳液，但是因其也使用了共溶劑，還會產生一定的VOC。

因此，開發一種單組份的不含溶劑的環境友好型環氧乳液很有必要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種單組份水性環氧乳液，以水為介質，不包含溶劑，環境友好，固化后附著力好，成膜性好，絕緣性能高。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種單組份水性環氧乳液，由乳化劑、環氧樹脂和水制備而成，所述乳化劑、環氧樹脂和水的質量比為1:(2～4):(5～7)。本發明合成的環氧乳液采用水為介質，無任何溶劑參與，固化后對環境友好，無毒無害。例如，所述乳化劑、環氧樹脂和水的質量比為1:2:7、1:3:6、1:4:5。

所述乳化劑的制備原料包括聚乙二醇、聚乙二醇單醚、酸酐和芐基縮水甘油醚，所述聚乙二醇、聚乙二醇單醚、酸酐和芐基縮水甘油醚的質量比為8:(3～5):(15～26):(0.5～1)。

所述酸酐為順丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、苯酐和對苯二甲酸酐中的一種或至少兩種的混合物。典型但非限制的實施方式為：所述混合物為順丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐的混合物，順丁烯二酸酐、苯酐的混合物，順丁烯二酸酐、對苯二甲酸酐的混合物，反丁烯二酸酐、苯酐的混合物，反丁烯二酸酐、對苯二甲酸酐的混合物，苯酐和對苯二甲酸酐的混合物；所述混合物為順丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、苯酐的混合物，順丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、對苯二甲酸酐的混合物，反丁烯二酸酐、苯酐和對苯二甲酸酐的混合物；所述混合物為順丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、苯酐和對苯二甲酸酐的混合物。

所述環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂或改性雙酚F型環氧樹脂。

所述水為去離子水或純水。

本發明的目的之二在于提供一種單組份水性環氧乳液的制備方法，包括如下步驟：

1)將聚乙二醇、聚乙二醇單醚、酸酐和芐基縮水甘油醚置于反應器中，加熱反應，冷卻后得到乳化劑，其中，所述聚乙二醇、聚乙二醇單醚、酸酐和芐基縮水甘油醚的質量比為8:(3～5):(15～26):(0.5～1)；