[發明專利]有機硅改性水性環氧乳液和水性環氧底漆及其制備方法

在審

• 申請號: 202210776801.1
• 申請日: 2022-07-04
• 公開（公告）號: CN115010904A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 郭焱;楊昆明;周蓮潔;劉成;鄭同同
• 申請（專利權）人: 青島愛爾家佳新材料股份有限公司
• 主分類號: C08G59/14
• 分類號: C08G59/14;C08G65/338;C08G65/336;C08G65/324;C09D163/02;C09D5/00;C09D5/08
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 劉建偉

本發明提出了一種有機硅改性水性環氧乳液和水性環氧底漆及其制備方法，該水性環氧乳液的制備方法包括以下步驟：將聚乙二醇進行改性得到端羧基改性聚乙二醇；將端羧基改性聚乙二醇與氨基硅烷混合反應，得到有機硅改性聚乙二醇；將有機硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚和雙酚A型環氧樹脂混合，在催化劑的作用下反應即得有機硅改性水性環氧乳液。本發明的水性環氧乳液的制備方法，利用有機硅改性聚乙二醇末端殘留的羧基與環氧基團反應將有機硅鏈段引入環氧樹脂分子鏈中，提升了水性環氧乳液的穩定性，降低了環氧基團開環率，保留了一定的環氧基團，降低了水性環氧乳液的表面張力，提升環氧樹脂的韌性、耐沖擊性能。

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及一種有機硅改性水性環氧乳液和水性環氧底漆及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂由于其結構中含有獨特的環氧基、羥基等活性基團，因而具有優良的粘結性能、力學性能，廣泛用于防腐涂料、膠黏劑等領域，但環氧樹脂固化后交聯密度高、內應力大，導致韌性差、沖擊拉伸性能不足。

有機硅低聚物以Si-O-Si為骨架，由于其特殊的結構可有效提升漆膜的柔韌性、降低水性環氧乳液表面張力，從而使涂層具有良好的耐腐蝕、耐鹽霧、耐溶劑等性能。有機硅改性環氧樹脂早期主要集中在物理共混，而有機硅樹脂大多為弱極性，甚至是非極性，因此有機硅樹脂與環氧樹脂兩者的溶解度參數相差較大，長期儲存會出現相分離，甚至固化后產物會出現宏觀非均相的共混體系，性能明顯下降。化學改性法通常通過有機硅的羥基、氨基、烷氧基等與環氧樹脂中羥基、環氧基反應將有機硅鏈段引入環氧分子鏈中，但消耗了大量的環氧基團，降低了固化后交聯密度，導致致密度變差，耐性下降。

基于目前有機硅改性環氧樹脂存在的技術缺陷，有必要對此進行改進。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種有機硅改性水性環氧乳液和水性環氧底漆及其制備方法，至少部分解決現有技術中存在的技術問題。

第一方面，本發明提供了一種有機硅改性水性環氧乳液的制備方法，包括以下步驟：

將聚乙二醇進行改性得到端羧基改性聚乙二醇；

將所述端羧基改性聚乙二醇與氨基硅烷混合反應，得到有機硅改性聚乙二醇；

將所述有機硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚和雙酚A型環氧樹脂混合，在催化劑的作用下反應即得有機硅改性水性環氧乳液。

優選的是，所述的有機硅改性水性環氧乳液的制備方法，將聚乙二醇進行改性得到端羧基改性聚乙二醇具體包括：將聚乙二醇、4-OH-TEMPO、硝酸、水均加入至反應器中，在氧氣氛圍下，于60～70℃下反應至酸值為27～28mgKOH/g，萃取后，即得端羧基改性聚乙二醇；

其中，所述聚乙二醇、4-OH-TEMPO、硝酸、水的質量比為100:(0.5～1.5):(2.5～3):(12～18)。

優選的是，所述的有機硅改性水性環氧乳液的制備方法，將所述端羧基改性聚乙二醇與氨基硅烷混合反應，得到有機硅改性聚乙二醇具體包括：將端羧基改性聚乙二醇與氨基硅烷混合后，升溫至170～190℃，反應2～4h，再減壓蒸餾，即得有機硅改性聚乙二醇；

其中，所述端羧基改性聚乙二醇與氨基硅烷的摩爾比為1:(1～2)。

優選的是，所述的有機硅改性水性環氧乳液的制備方法，將所述有機硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚和雙酚A型環氧樹脂混合，在催化劑的作用下反應即得有機硅改性水性環氧乳液具體包括：將所述有機硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚、雙酚A型環氧樹脂以及催化劑混合后，升溫至100～120℃反應1～3h，然后降溫至40～50℃，得到反應產物，再向反應產物中加入水使反應產物中水的質量含量為50～55％，即得有機硅改性水性環氧乳液；