[發明專利]一種自乳化、柔韌型油脂基水性環氧樹脂及其制備方法

在審

• 申請號: 201811533605.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109627692A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 聶小安;王義剛;顧璽;董建
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所;南京賽潤得新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08J3/03;C08G59/18
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

本發明公開了一種自乳化、柔韌型油脂基水性環氧樹脂及其制備方法，該樹脂由油脂基二元酸、雙官能度端環氧基縮水甘油醚、環氧樹脂128、催化劑混合后反應，得油脂基柔韌型環氧樹脂；油脂基柔韌型環氧樹脂、單官能度端胺基聚醚胺混合，反應，冷卻，加入反應物等質量的去離子水，即得50％固含量穩定的自乳化油脂基水性環氧樹脂，加入固化劑即可作為環保型涂料、粘合劑使用；本發明專利所述自乳化水性油脂基水性環氧樹脂，原料來源于可再生油脂資源，具有原料來源廣泛、可再生、環保等優點，水性油脂基環氧乳液具有自乳化、粒徑小、穩定性高、固化產物柔韌、耐水性好等技術特點，可在涂料、粘合劑、精細化工助劑等領域獲得廣泛應用。

技術領域

本發明屬于水性樹脂材料制備技術領域，具體涉及一種自乳化柔韌型水性油脂基環氧樹脂制備方法。

背景技術

雙酚A環氧樹脂因其極強的耐化學腐蝕性、良好的電絕緣性能、優異的尺寸穩定性和高力學性能，廣泛應用于我國國民經濟各個領域。然而，由于雙酚A的剛性結構，導致固化后的三維網狀結構質脆，耐沖擊性差，嚴重影響了其在結構膠粘劑及高性能涂料領域中的應用。為了彌補這些缺陷，申請者以油脂為原料，分別合成了C₃₆二縮水甘油酯、C₂₁二縮水甘油酯、C₂₂二縮水甘油酯等柔韌型環氧樹脂,提高了環氧樹脂的柔韌性。但這些柔韌型環氧樹脂，為非水溶性樹脂，粘度偏大，無法適用于需要低粘度場合如柔韌型漆膜的制備等使用。為了降低粘度，過去常使用有機溶劑來降低樹脂的粘度，不但費用較高，有機溶劑的高揮發性、可燃性，易于造成環境污染及施工安全隱患。隨著國家對環境保護的要求日益嚴格，不含揮發性的有機化合物(NOC)，或低揮發性有機化合物(LVOC)，或不含有害空氣污染物(HAP)的體系已成為新型材料的研究方向，自乳化水性柔韌型環氧樹脂順應國家環保政策，具有極強的發展前景。

目前，制備環氧樹脂水性體系的方法主要有三種(一)直接法(二)相反轉法；(三)自乳化法，又稱化學法。前兩種方法屬于外加乳化劑法，形成的乳膠粒子大，分布不均勻，易于發生聚沉，形成的漆膜耐水性差。自乳化法就是將水性基團引入到環氧樹脂分子中，使其具有親水性，從而可在水中均勻、穩定分散。曹瑞軍等人用馬來酸酐與環氧樹脂的側羥基進行酯化反應，將羧基引入到環氧分子中(范一波，曹瑞軍，范圣強,自乳化水性環氧樹脂的合成，高分子材料科學與工程，22(4),40-43,2006)，用堿性水溶液中和乳化得到自乳化水性環氧樹脂乳液，由于酯鍵長期置于堿性水溶液易于水解皂化而破乳沉降，貯存穩定性較差。中國專利ZL 200710018757.3利用多異氰酸酯將2,2-二羥甲基丙酸接在了E-44環氧樹脂的側羥基上，形成了含羧基的環氧樹脂，可用堿性水溶液稀釋成自乳化陰離子環氧樹脂乳液，該乳液的貯存穩定性大大提高。但是，該方法的合成步驟較多，工藝條件控制較為困難，生產出的水性環氧樹脂乳液成本相對較高。

發明內容

解決的技術問題：為了解決柔韌型油脂基環氧樹脂粘度偏高、操作性差、溶劑稀釋易于造成環境污染及安全隱患等弊端，本發明公開了一種自乳化柔韌型水性油脂基環氧樹脂及其制備方法，采用的原料為天然油脂，具有原料來源廣泛，可再生，本發明的制備工藝簡單，不產生三廢，易于在實際生產中推廣應用。

本發明的技術方案：一種自乳化、柔韌型油脂基水性環氧樹脂，所述的油脂基水性環氧樹脂包括以下結構1～結構6所示的油脂基環氧樹脂、相應的醚胺化油脂基環氧樹脂中的任意兩種或兩種以上結構的復合體：

所述一種自乳化、柔韌型油脂基水性環氧樹脂的制備方法，按以下步驟制備：

步驟1，油脂基二元酸、雙官能度端環氧基縮水甘油醚、環氧樹脂128、叔胺催化劑混合后反應，得油脂基柔韌型環氧樹脂；

步驟2，油脂基柔韌型環氧樹脂、單官能度端胺聚醚胺混合，反應，冷卻后，加入反應物等質量的去離子水，即得50％固含量穩定的自乳化油脂基水性環氧樹脂。