[发明专利]水性环氧树脂乳液的生产方法

说明书

技术领域

本发明属化工技术领域，具体涉及一种水性环氧树脂乳液的生产方法。

背景技术

传统的溶剂型环氧树脂涂料含有有机挥发物(VOC)，不仅对环境造成严重污染，对人类的健康也危害极大，随着世界经济和科学技术的发展，人们越来越重视使用无毒、无污染的环保型环氧树脂涂料，降低有机化合物的挥发量(VOC)，涂料工业正朝着低VOC，高效，节能，生态等方向发展。因此，研究和开发环保型高性能环氧树脂乳液已成为涂料界的共识，也是涂料工业发展的必然出路。而水性环氧树脂乳液特点是以水作为主要分散介质，具有低VOC挥发量，低气味，对人体危害小，不燃，储存、运输和使用过程中均体现了其独有的安全性，因此，水性环氧树脂乳液是其中较具前途的研究方向之一。

环氧树脂由于其优异的物理机械性能，如附着力好、耐化学性好、耐溶剂性优异、硬度高、耐磨性好等特点，已在军用、民用、工业维护等方面得到了广泛的应用，特别是在涂料工业领域中应用更为广泛。为了能够更有效的替代普通用溶剂型环氧树脂涂料，人们对水性环氧树脂乳液的开发研究不断取得进展，目前常用的水性环氧树脂乳液是通过外加乳化剂的方法获得的，即在乳化剂的存在下，用外力使树脂分散在水相中，但是该方法有本身的局限性，如生产设备要求较高，需高速分散设备，而且粒径较大，储存稳定性及应用性能都不太理想。目前，如何获得性能高、稳定性好、固化迅速的水性环氧树脂体系已成为研究的一大热点。

环氧树脂水性化方法有机械法、化学改性法和相反转法三种。机械法所得乳液粒子形状不规则，粒度分布较宽，且稳定性差。化学改性法制备步骤不易控制，产品的成本也较高。相反转法是制备高分子树脂乳液较为有效的一种方法，其制备水性环氧树脂乳液的具体过程是，在高速剪切作用下先将外加乳化剂和环氧树脂混合均匀，然后在一定的剪切条件下缓慢地向体系中加入蒸馏水，随着加水量增加，整个体系逐步由油包水向水包油转变，形成均匀稳定的水可稀释体系。

专利CN101117390通过外加乳化剂，并结合相反转技术，利用高速搅拌机制得了粒径分布较为均匀的环氧树脂乳液，该法工艺简单，但乳液的粒径还是较大，稳定性较差，储存比较困难。本文对水性环氧树脂乳液，在用高速分散机分散后，再用胶体磨对其进行破碎研磨和均质机对其进行高压乳化，最后得到粒径小的、性能优异的、稳定的水性环氧树脂乳液。

发明内容

为了解决现有技术中粒径较大，稳定性较差，储存比较困难的问题，本发明提出的水性环氧树脂乳液的生产方法是通过相反转技术，结合高速分散机、胶体磨、均质机等加工手段，得到粒径均匀性能优良的水性环氧乳液。

本发明的技术方案如下：

按照相反转法制备环氧树脂乳液，对制备的环氧树脂乳液用高速分散机分散，再用胶体磨对其进行破碎研磨和均质机进行高压乳化。

所述的高速分散机的分散速度为100～140转/min。

所述的用胶体磨对其进行破碎研磨的方法是：对高速分散机分散后的水性环氧乳液，采用胶体磨进行破碎研磨，研磨时间为0.5～1.5h，转速为2500～3500r.m.p。

所述的均质机进行高压乳化的方法是：将胶体磨研磨后的水性环氧乳液在均质机上进行高压乳化，乳化压力为30～100MPa，乳化时间为0.5～1.5h。

采用本发明所得水性环氧乳液的性能如下：

(1)离心稳定性：3000转/分，30分钟不分层

(2)储存稳定性：12个月乳液不破乳分层

(3)平均粒径：＜500nm。

(4)可以加水稀释而不破乳。

比较说明：专利CN101117390所得水性环氧树脂乳液的性能：

(1)离心稳定性：2000转/分，30分钟不分层

(2)储存稳定性：6个月乳液不破乳分层

(3)平均粒径：＜1μm。

(4)可以加水稀释而不破乳。

具体实施方式

实施例1

(1)相反转法合成水性环氧树脂乳液

按照相反转法利用高速分散机在转速100转/min下，加水高速搅拌制得乳白色的水性环氧树脂乳液。

(2)水性环氧树脂乳液的破碎研磨

高速分散制得的水性环氧树脂乳液，用JM-80立式胶体磨，胶体磨对其进行破碎研磨，研磨时间为0.5h，转速为2500r.m.p，以此获得较小粒径。

(3)水性环氧树脂乳液的高压乳化

胶体磨研磨破碎后的水性环氧树脂乳液，再用型号为NCJJ0.1/100超高压均质机对其进行高压乳化。