[發明專利]一種水分散型環氧樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 202110050257.8
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112795020B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 李國榮
• 申請（專利權）人: 韶關東森合成材料有限公司
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃琳娟

本發明涉及一種水分散型環氧樹脂的制備方法，包括如下步驟：S1.將環氧樹脂加入到溶劑中，滴加甲苯二異氰酸酯，得到預聚體；S2.將所述預聚體采用薄膜蒸發器提純，得到中間產物；S3.向所述中間產物中加入聚乙二醇單甲醚，加熱反應后，減壓蒸餾，再加入水，得到產物。本發明通過化學改性法，在環氧樹脂分子骨架上引入具有材料易得、價廉、親水性的低分子量聚乙二醇單甲醚，制得具有良好水分散性能、儲存穩定、耐水性好的水分散型環氧樹脂。

技術領域

本發明屬于環氧樹脂領域，具體涉及一種水分散型環氧樹脂的制備方法。

背景技術

環氧樹脂具有優良綜合性能，是當今非常重要的一類高分子材料，被廣泛的應用于涂料、復合材料及膠粘劑等領域。但環氧樹脂不溶于水，使用時往往需要溶解于芳烴類、酮類或醇醚類等有機溶劑中。有機溶劑的使用不僅成本高，而且易燃易爆存在很大的安全隱患，在使用過程中大量有機溶劑的揮發還會造成嚴重的空氣污染。因此，環氧樹脂的水性化成為環氧樹脂領域一個非常急迫和熱門的研究方向。

按制備方法分類，環氧樹脂的水性化方法大致可以分為三類：直接乳化法、化學改性法和相反轉法。直接乳化法是借助膠體磨、均質器等設備，將環氧樹脂直接在含有乳化劑的水中進行強制乳化，得到水性環氧樹脂乳液。采用此方法的優點是工藝簡單；缺點是乳膠粒粒徑較大，屬于自由能不穩定的非均相體系，所配得的乳液穩定性差、易凝結，長期放置或者離心時會發生破乳現象。CN111040191A公開了一種水性環氧樹脂乳液及其制備方法，將質量比為50％～55％環氧樹脂加熱處理、分散，加入0.5％～1.6％的醇醚類溶劑和5.5％～6.5％復合乳化劑，持續分散，控制轉速，保溫，降溫，加38％～42％的水轉相，保溫；將產物降溫，過濾得到水性環氧乳液。相反轉法先將乳化劑與環氧樹脂均勻混合，然后在高剪切力條件下向體系中加水，體系從油包水通過相反轉變為水包油，形成自由能小的非均相體系，為一種穩定的可稀釋體系。相反轉法制備水性環氧樹脂乳液需要外加較多乳化劑，對最終應用的耐水性產生很大負面影響。

化學改性法又稱自乳化法，通過化學反應將一些親水性的鏈段引入到環氧樹脂分子鏈上，從而獲得自乳化的性能。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，因此成為了當前水性環氧領域的主要研究方向。根據引入的親水基團方法的不同，又可分為醚化型、酯化型和接枝反應型。醚化型主要是用對氨基苯甲酸與環氧樹脂反應，使羧基引入到環氧樹脂主鏈上，增強樹脂的水溶性。酯化型利用環氧樹脂主鏈上的羥基與多元酸酐進行反應，將羧基引入到環氧樹脂主鏈上，用胺中和后得到水性環氧樹脂。接枝反應型是將丙烯酸單體通過自由基聚合接枝到環氧樹脂主鏈上，得到不易水解的水性環氧樹脂。CN112029070A提供一種水性環氧樹脂及其制備方法和由該水性環氧樹脂制備得到的水性環氧絕緣浸漬漆。水其制備方法是先將植物油脂肪酸和環氧樹脂反應，然后再與功能性親水單體反應得到水性環氧樹脂。CN111499882A提供了一種非離子型水性環氧樹脂乳液的制備方法：首先將聚乙二醇單甲醚與二異氰酸酯反應，然后加入液體環氧樹脂反應得到非離子型活性環氧樹脂乳化劑，最后以此乳化劑對固體環氧樹脂進行相反轉制備得到水性環氧樹脂乳液。然而，液體環氧樹脂僅含有微量的羥基，其與聚乙二醇單甲醚封端的二異氰酸酯反應將難以獲得足夠質量分數的非離子型活性環氧樹脂乳化劑，因此最終用于相反轉乳化固體環氧樹脂的效果非常有限。

發明內容