[發明專利]一種水性環氧樹脂固化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910669443.2
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110358057B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 郭常青;王波;張善貴;楊凱;吳連鋒;郭靈敏;徐曉明;包江濤;馬國彬
• 申請（專利權）人: 海洋化工研究院有限公司
• 主分類號: C08G59/66
• 分類號: C08G59/66;C08J3/03;C09D163/00
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 揭玉斌

一種水性環氧樹脂固化劑及其制備方法，所述水性環氧樹脂固化劑包括如下重量份的主要原料：聚硫醇固化劑28～38重量份，丙二醇甲醚25～35重量份，乳化劑1～5重量份，水28～38重量份，消泡劑0.05～0.1重量份。本發明提供的水性環氧固化劑具有粘度小、色澤淺、固化速度快的特點，與水性環氧樹脂乳液固化反應后提高了涂層的韌性，而且達到了提高環氧樹脂韌性而不降低樹脂固化物強度的目的，滿足水性環氧樹脂涂層增韌的使用要求。

技術領域

本發明屬于化學工業領域中的固化劑技術領域，具體涉及一種水性環氧樹脂固化劑及其制備方法，尤其涉及一種可提高水性環氧涂層柔韌性的水性環氧樹脂固化劑及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂粘結性好，固化收縮率低，機械性能優異，并具有良好的耐腐蝕、耐溶劑及電絕緣性，在化工、電器、建筑、航空等領域有著廣泛的應用。傳統的環氧樹脂都是溶劑性，造成大量的VOC污染環境，溶劑的揮發性及易燃性使環氧樹脂在施工、運輸、存儲方面存在較大的安全隱患，對人體健康也造成不利的影響，因此以水代替溶劑的水性環氧樹脂成為新的發展趨勢。水性環氧樹脂具有VOC含量低、不易燃、安全無毒、施工性好等優點，成為環氧樹脂技術發展的方向之一。

環氧樹脂雖然具有眾多優點，但其固化后涂層較脆、不耐沖擊和容易應力開裂。環氧樹脂必須同固化劑搭配使用才具有實際應用意義，水性環氧固化劑的組成和結構對水性環氧樹脂的物理化學性能起決定性作用。通過固化劑對環氧樹脂進行增韌是一種有效途徑，現有制備水性環氧樹脂柔性固化劑的方法如下：通過氨氧化的方法制備端腈基柔性固化劑，但制備過程復雜，對工藝控制要求嚴格；通過環氧與多乙烯多胺反應，再擴鏈制備具有乳化性能的固化劑，能改善柔韌性，但對于柔韌性要求較高的場合仍不適用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水性環氧樹脂固化劑及其制備方法，與環氧樹脂乳液固化反應后可提高涂層的韌性達到提高環氧樹脂韌性而不降低樹脂固化物的強度的目的，滿足水性環氧樹脂涂層增韌的使用要求。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明第一方面，提供水性環氧樹脂固化劑，包括如下重量份的主要原料：聚硫醇固化劑28～38重量份，丙二醇甲醚25～35重量份，乳化劑1～5重量份，水28～38重量份，消泡劑0.05～0.1重量份。

進一步地，所述的聚硫醇固化劑是由β-巰基丙酸與季戊四醇反應生成多元硫醇酯，再與脂肪族環氧化合物反應制得，是一種室溫或低溫快速固化劑，可以通過市售方式購買得到，例如，廣州瑞奇R2020、R2020B中的至少一種，包括但不限于廣州瑞奇R2020、廣州瑞奇R2020B。該類水性環氧固化劑含有聚硫醇的柔性長鏈結構，但不具水溶性，將其水溶化后，可與水性環氧乳液固化，得到的漆膜不僅強度不變而且柔韌性好。

進一步地，所述的乳化劑為壬基酚聚乙烯醚和聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯按照重量比4～5：1攪拌均勻后的混合物，乳化效果好。壬基酚聚乙烯醚的HLB值(親水親油平衡值)較低，通過加入聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯來調節HLB值提高親水性，達到最佳乳化效果。

進一步，所述的消泡劑為疏水二氧化硅和礦物油的混合物，可以通過市售方式購買得到，例如，市售產品德謙DF7072、畢克BYK-018、畢克BYK-021中的至少一種，包括但不限于德謙DF7072、畢克BYK-018、畢克BYK-021，可快速消除因高速攪拌而產生的氣泡。本發明中消泡劑的選擇也很重要，如果固化劑中含有較多的氣泡，會影響漆膜性能，容易產生漆膜表面缺陷。

本發明中由于丙二醇甲醚的分子結構中既有醚基又有羥基，所以本發明選用的丙二醇甲醚的溶解性能十分優異，適合用來溶解聚硫醇固化劑，并可顯著提高聚硫醇固化劑的水溶性。

本發明的水性固化劑中控制聚硫醇固化劑為28～38重量份：若聚硫醇固化劑用量低于28重量份，得到水性固化劑的固化效率較低，用量高于38重量份，不容易被乳化，所以本發明將聚硫醇固化劑用量控制在28～38重量份范圍內為宜。