[發明專利]一種非離子型水性環氧樹脂乳液及其制備方法

有效

• 申請號: 202010377230.5
• 申請日: 2020-05-07
• 公開（公告）號: CN111499882B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 謝成;張冬明;李新雄
• 申請（專利權）人: 邦弗特新材料股份有限公司
• 主分類號: C08J3/03
• 分類號: C08J3/03;C08L63/04;C08L63/02;C09D163/04;C09D163/02
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 李萍

本申請屬于環氧樹脂技術領域，具體的，本發明涉及一種非離子型水性環氧樹脂乳液及其制備方法。本發明提供了一種非離子型水性環氧樹脂乳液，按重量份計，包括以下原料：聚乙二醇單甲醚57～80份；二異氰酸酯1～4份；液體環氧樹脂10～25份；催化劑0.1～0.2份；固體環氧樹脂600～950份；助溶劑90～120份；水600～950份。本發明通過化學接枝法，在環氧樹脂分子骨架上引入高分子量聚乙二醇單甲醚，制得具有活性、乳化功能的非離子型環氧樹脂乳化劑，并結合相反轉技術，制得儲存穩定性好、分散相粒子細且粒徑分布均勻的非離子型水性環氧樹脂乳液。

技術領域

本申請屬于環氧樹脂技術領域，具體的，本發明涉及一種非離子型水性環氧樹脂乳液及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂由于其非極性油性樹脂的特性，僅溶于酮、醚、芳香烴類等有機溶劑，有機溶劑揮發易造成環境污染，對人體構成傷害，而有機溶劑的易燃易爆特點也增大了產品運輸、存儲過程中安全隱患。因而隨著科技的發展、環保意識的增強及基于安全性的考慮，為了迎合環保的要求，傳統的溶劑型環氧涂料已逐漸淡出市場，而環氧樹脂的水性化發展已成為新型研究方向。近十多年來，水性環氧的應用已在多個領域代替了溶劑型環氧，如金屬防腐漆、外墻粉刷料、日用品外包裝涂料、食品罐頭內表涂層、建筑工業漆等等。目前水性環氧樹脂不僅綜合性能方面已經達到溶劑型環氧的水準，甚至某些方面的性能超越傳統溶劑型環氧樹脂，而且具有無毒無污染、施工簡便、降低生產成本等優點，因而環氧樹脂的水性化體系研究具有重大意義。

水性環氧樹脂的制備，目前主要有機械法、相反轉法和化學改性3種方法，主要是圍繞著離子型和非離子型兩大類環氧乳液制備。其中，用化學改性法制得的自乳化型環氧樹脂乳液，具有可根據需求改性涂膜性能、無需外加乳化劑、分散相粒徑小、貯存穩定性好等特點，也是目前人們對該領域研究的熱點。

化學改性法制得的環氧樹脂乳液有非離子型、陽離子型和陰離子型3種類型，其中陽離子型的國內研究報道較少。而非離子型和陰離子型環氧乳液因制備工藝簡單可靠，所制得的乳液各項性能較為接近溶劑型環氧，因此制備高性能比的環氧乳液，成為了當前水性環氧領域的主要方向。

然而，制備非離子型環氧乳液的方法一般都是外加乳化劑法，但該法所得的乳液穩定性較差，涂膜的耐水性和耐鹽霧性能差；為了克服外加乳化劑的缺點，后來開發了反應型環氧乳化劑，并結合相反轉技術制得穩定的環氧乳液。據國內外文獻專利報道，乳液分散相粒子的平均粒徑約1-3μm時，其儲存穩定性較好。但是，目前大多數專利報道，其合成非離子型活性環氧乳化劑，要么存在合成步驟繁瑣，工藝復雜不可控；要么采用低分子量聚醚胺進行改性，但所得環氧乳液儲存穩定性不佳；而采用價格昂貴的高分子量聚醚胺進行改性，再乳化固體環氧樹脂卻存在成本較高不利推廣等不足。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的第一個方面提供了一種非離子型水性環氧樹脂乳液，按重量份計，包括以下原料：聚乙二醇單甲醚57～80份；二異氰酸酯1～4份；液體環氧樹脂10～25份；催化劑0.1～0.2份；固體環氧樹脂600～950份；助溶劑90～120份；水600～950份。

作為一種優選的技術方案，所述聚乙二醇單甲醚的分子量大于等于4500g/mol。

作為一種優選的技術方案，所述二異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環己基二異氰酸酯的一種或者多種。

作為一種優選的技術方案，所述液體環氧樹脂為低分子量的多官能團液體環氧樹脂。

作為一種優選的技術方案，所述液體環氧樹脂為F44環氧樹脂和/或E44環氧樹脂。

作為一種優選的技術方案，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫，辛酸亞錫，異辛酸鉍的一種或兩種組合。

作為一種優選的技術方案，所述固體環氧樹脂為E20環氧樹脂和/或E12環氧樹脂。