[發明專利]一種水性環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 202110685758.3
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113388227B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 范冬冬;黃海;溫建峰;彭建偉;趙杰;閆騏隆;元強;潘紅桂;何曉東;余志武
• 申請（專利權）人: 高速鐵路建造技術國家工程實驗室;中鐵四局集團有限公司;安徽中鐵工程材料科技有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L51/02;C08L71/02;C08L91/06;C08K5/09;C08J3/03
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

本發明公開了一種水性環氧樹脂，其由環氧樹脂30?45％、膠囊化吸水樹脂1?5％、固化劑20?30％、余量的水按照質量比制備而成；其中，所述膠囊化吸水樹脂由核材料和殼材料復合而成，所述殼材料由月桂酸、石蠟中的至少一種與聚乙二醇醚組成，所述核材料由淀粉接枝丙烯酸鹽類吸水樹脂、淀粉接枝聚丙烯酰胺類吸水樹脂以及纖維素接枝丙烯酰胺類吸水樹脂中的至少一種組成。本發明利用膠囊化吸水樹脂延時吸水的特性，在確保水性環氧樹脂初始工作性能的前提下，不僅提高了水性環氧樹脂的固化速率，還有效降低了水性環氧樹脂固化產物的收縮率。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體是一種水性環氧樹脂及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂涂料是目前世界上應用數量最多、適用范圍最廣、最重要的防腐涂料。環氧樹脂涂料一般分為溶劑型環氧樹脂涂料和水性環氧樹脂涂料兩種。溶劑型環氧樹脂在生產和施工過程中會揮發大量有機溶劑，危及施工人員健康。水性環氧樹脂具有低VOC、高效、節能等優勢，施工時無須專門的設備，可室溫固化，具有較寬的施工使用范圍。

然而，水性環氧樹脂材料中含有大量的水，水是一種小的極性分子，它帶有高氫鍵化的傾向，導致了高熱容及高沸點，使得水從環氧樹脂涂料中的揮發速率相對較低，尤其是在低溫或高濕度的環境下，水分揮發困難，涂膜很難干燥。其次，隨著體系中水份的揮發，體系干燥成膜后，存在收縮的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水性環氧樹脂及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題，通過膠囊化吸水樹脂的延時吸水特性，在保證不影響水性環氧樹脂初始粘度的前提下，延時吸水，改善水性環氧樹脂固化速率以及收縮等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明一方面公開了一種水性環氧樹脂，其由環氧樹脂30-45％、膠囊化吸水樹脂1-5％、固化劑20-30％、余量的水按照質量比制備而成；其中，所述膠囊化吸水樹脂由核材料20-40％和殼材料60-80％按照質量比制備而成，所述核材料為淀粉接枝丙烯酸鹽類吸水樹脂、淀粉接枝聚丙烯酰胺類吸水樹脂以及纖維素接枝丙烯酰胺類吸水樹脂中的至少一種。

進一步的：所述殼材料由10-30％的聚乙二醇醚和余量的月桂酸、石蠟中的至少一種按照質量比組成。

進一步的：所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂E51、新戊二醇二縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚中的至少一種。

進一步的：所述固化劑為經非離子型表面活性劑處理的改性胺類固化劑。

進一步的：所述改性胺類固化劑為聚乙二醇改性脂肪胺、端羧基聚醚改性脂肪胺、聚乙二醇改性脂環胺、端羧基聚醚改性脂環胺、聚乙二醇改性芳香胺、端羧基聚醚改性芳香胺、聚乙二醇改性聚酰胺以及端羧基聚醚改性聚酰胺中的至少一種。

進一步的：所述非離子型表面活性劑為聚乙二醇、端羧基聚醚中的至少一種。

進一步的：所述膠囊化吸水樹脂的平均粒徑為100-200目。

本發明另一方面公開了如上述所述的一種水性環氧樹脂的制備方法，包括以下步驟：

S1：按照質量比稱取月桂酸、石蠟中的至少一種與聚乙二醇醚混合均勻，在70-80℃下攪拌至熔融，得到殼材料；

S2：按照質量比稱取核材料，加入到步驟S1中制備的殼材料中攪拌均勻，經過噴霧、冷凝后，得到膠囊化吸水樹脂；

S3：按質量比稱取環氧樹脂、膠囊化吸水樹脂、改性胺類固化劑和水，先將環氧樹脂、改性胺類固化劑混合預反應1-5min，加入水攪拌至均質乳化，再加入膠囊化吸水樹脂攪拌均勻，即得水性環氧樹脂乳液。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：