[发明专利]超高分子量单组份水性环氧树脂乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性环氧树脂乳液制备技术，尤其是一种超高分子量单组份水性环氧树脂乳液及其制备方法，属于化工涂料与复合材料制作技术。

背景技术

环氧树脂是一种重要的热固性树脂品种，由于它具有优良的物理机械性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热及粘接性能，收缩率低，硬度高，耐磨性好，目前已广泛应用于化工、水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航空航天等工业领域。

现有已公开水性环氧树脂乳液的制备工艺中，所制备的水性环氧树脂主要为双组份，中低分子量（EEW＜1100）水性环氧树脂乳液，主要用于建筑领域，仅有少量环氧当量为2000左右的产品用于玻璃纤维的浸渍。这些产品由于环氧树脂的分子量低，主要为双组份，适用期短，使用不便，并且制得的漆膜柔韧性，耐冲击性及防腐蚀性能差，只能用于要求较低的水性钢结构防腐底漆使用，目前在建筑领域使用较广，尚不能完全满足高性能水性环氧防腐涂料与浸润剂技术的急需。

发明内容

本发明的目的：旨在提出一种制备超高分子量（EEW〉2000）单组份水性环氧树脂乳液的方法，制备出的树脂具有分散相粒径小、分布均匀，稳定性高；漆膜防腐性能优异、柔韧性好、附着力强；与低分子量环氧相比，制成的复合材料界面结合力强，使得制品力学性能及耐老化性能得以大幅度提高。与双组份环氧相比，使用更为简便，效率更高。

本发明提出的这种超高分子量单组份水性环氧树脂乳液，其特征在于：它包括改性环氧树脂、高效乳化剂、表面活性剂、共溶剂和水；

所述单组份水性环氧树脂乳液按以下重量百分比组成：改性超环氧树脂100%，高效乳化剂5-35%，表面活性剂0-1%，共溶剂0-70%，适量水；

所述的改性环氧树脂包括：超高分子量环氧树脂、聚乙二醇醚、双亲性化合物、异氰酸酯、封闭剂和催化剂；在所述的改性环氧树脂中：超高分子量环氧树脂与聚乙二醇醚的质量比为8:1~1:1，超高分子量环氧树脂与双亲性化合物的质量比为4:1~1:1，超高分子量环氧树脂与异氰酸酯的质量比为10:3~10:4，超高分子量环氧树脂与封闭剂的质量比为15:1~15:2，催化剂的用量为改性环氧树脂体系总重量的0.01-0.1;

所述的超高分子量环氧树脂为环氧当量大于2000的双酚A型环氧树脂；

所述的高效乳化剂包括超高分子量环氧树脂、聚醚、有机硅和催化剂；其中超高分子量环氧树脂与有机硅的质量比为5:1~1：1，超高分子量环氧树脂与聚醚的质量比为6:1~6:4，催化剂的用量为高效乳化剂体系总重量的0.01-0.1；

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠及十二烷基硫酸钾中的一种、或两种以及两种以上的混合物；

所述的共溶剂包括丙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇甲醚及双丙酮中的一种、或两种及两种以上的混合物；

所述的封闭剂为己内酰胺、苯酚、或甲乙酮肟中的一种、或两种以及两种以上的混合物；

所述的催化剂为2-乙基-4-甲基咪唑、三苯基磷、三苯基磷化氢或苄基二甲胺中的一种或两种以上的混合物。

所述改性环氧树脂中用的聚乙二醇醚为分子量为1000-6000的聚乙二醇，聚丙二醇，聚丁二醇中的一种、或为聚乙二醇醚的共聚物；或为分子链中一端或两端被氨基或羧基取代的聚乙二醇醚及其共聚物中的一种或两种以上的混合物。

所述改性环氧树脂中用的双亲性化合物为磷酸酯、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种、或两种以及两种以上的混合物。

所述的改性环氧树脂中用的异氰酸酯为甲苯二异氰酯酯，二苯甲烷二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯中的一种、或两种以及两种以上的混合物。

所述的改性环氧树脂中用的有机硅为三乙氧基硅烷、四甲基二氢基二硅氧烷、六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、环五聚二甲基硅氧烷中的一种或两种以上的混合物。

所述的低分子量环氧树脂乳液，其共溶剂的添加量为环氧树脂重量的0-10%；

所述超高分子量单组份水性环氧树脂乳液，其制备方法包括超高分子量环氧树脂的改性、高效乳化剂的制备和加水乳化三个步骤：