[发明专利]自乳化水性环氧树脂涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料领域，特别是涉及一种自乳化水性环氧树脂涂料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂涂料因具有附着力强、耐化学腐蚀性能优良、收缩率小、耐磨性和绝缘性好等优点而得到了广泛的应用。但传统的环氧树脂涂料是溶剂型的，含有大量的易燃有毒的挥发性有机溶剂对环境和人体造成了很大的危害。近年来，环境保护日益受到人们的重视，许多国家相继颁布了控制挥发性有机化合物(VOC)的法规，执行标准愈加严格。开发环保型的水性涂料备受青睐，其关键技术在于环氧树脂的水性化处理。

环氧树脂的水性化通常有两种方法：外加乳化剂法和化学改性法。外加乳化剂法制得的乳液粒径一般在微米级，稳定性较差，且未参与反应的乳化剂对最终的成膜性能有不良影响。而化学改性法通过将极性基团引入到环氧分子骨架中，所制备的环氧树脂粒不用外加乳化剂即可在分散在水中形成乳液。化学改性法虽然制备步骤多，但制备的乳液粒径小、稳定性高而更具有实际意义。文献《高等学校化学学报》[2002，23(5)：974-978]以对氨基苯甲酸改性环氧树脂，然后加入乙醇胺中和成盐制备了稳定性很好的亲水性环氧树脂；《化学建材》[2006，22(3)：1-3]用甘氨酸改性环氧树脂，然后加入氢氧化钠水溶液中和，制备了稳定的水性环氧乳液；《J Appl Polym Sci》[2002，83(8)：1736-1743]经丙烯酸接枝到环氧树脂分子链中，然后用乙酸中和成盐制备了自乳化的环氧树脂。但有机酸的存在会导致涂膜性能的下降，用在金属上易产生闪锈，而且还会对环境造成污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种非离子型自乳化水性环氧树脂涂料及其制备方法，解决目前由离子化改性技术制备的水性环氧树脂填充比不高以及固化涂膜柔韧性和耐水较差的缺点。

本发明按下述技术方案解决其技术问题：

本发明提供的是一种主要由水性环氧树脂与水性固化剂组成的自乳化水性环氧树脂涂料，其中，水性环氧树脂是通过环氧树脂与α-氨基-ω-烷基聚醚反应来制备得到的产物或将该产物作为环氧树脂乳化剂对低分子量的环氧树脂加水进行乳化得到。

所述α-氨基-ω-烷基聚醚采用下面的通式(1)表示：

通式(1)中：R＝C_yH_2y+1，x、y、n均为整数且0≤x≤3，1≤y≤4，2≤n≤10；苯环上的取代基位于苯环的邻位、间位或对位。

本发明制备的由非离子型自乳化水性环氧树脂与α，ω-端氨基聚乙二醇醚(简称α，ω-ATPE)水性固化剂组成的自乳化水性环氧树脂涂料，与现有技术相比，其优点主要是：由于引入了非离子型的亲水柔性聚醚链段，可使环氧树脂获得水分散性能，不存在游离的亲水基团，因此在改善环氧树脂亲水性和脆性的同时，使得涂膜的耐水、耐溶剂性能大大增强，与α，ω-ATPE水性固化剂固化后得到的涂膜具有很好的附着力和柔韧性。加入不同性质的填料后，能够组成在电磁屏蔽和防腐等领域有重要应用的绿色环保型功能涂料。

本发明提供的涂料具有以下的主要性能：

1.环氧树脂乳液的稳定性：

a)离心稳定性：5000r/min，30分钟不分层；

b)储存稳定性：12个月，乳液不破乳分层；

c)平均粒径：＜0.1μm。

2.适用期：＞6小时。

3.附着力：≤1级，GB 1702-79《漆膜附着力测定法》。

4.耐水性：耐水性25℃、24h不起泡，不剥落，GB 1733-79《漆膜耐水性测定法》。

5.耐湿热性能：＞500h，GB 1730-79《漆膜耐湿热测定法》。

6.耐盐雾性能：＞500h，GB 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。

总之，本发明制备的水性环氧涂料具有良好的贮存稳定性、无毒、填料填充比高，可室温固化且固化产物具有高附着力、高柔韧性的特点，同时具有较好的耐水性和耐溶剂性。

具体实施方式

本发明提供的是一种主要由水性环氧树脂与水性固化剂组成的自乳化水性环氧树脂涂料，其中：水性环氧树脂是通过环氧树脂与α-氨基-ω-烷基聚醚反应来制备得到的产物或将该产物作为环氧树脂乳化剂对低分子量的环氧树脂加水进行乳化得到。

所述α-氨基-ω-烷基聚醚采用下面的通式(1)表示：