[发明专利]水性环氧树脂乳液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及树脂领域，特别是涉及一种水性环氧树脂乳液及其制备方法和应用。

背景技术

由于环氧树脂组合物所得到的固化物的机械性质、电绝缘性、密合性等优异，所以在涂料、粘结剂、层压板、电子封装等各领域被广泛应用。但是，由于常用的环氧树脂黏度大且不溶于水，所以在使用时常常需要使用大量的挥发性有机溶剂，从而导致成本较高并且毒性较大。

发明内容

基于此，有必要提供一种成本较低并且毒性较小的水性环氧树脂乳液及其制备方法和应用。

一种水性环氧树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：

将分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂和分子中具有至少2个活泼氢原子的极性化合物溶解在低碳醇中，并在50℃～100℃和催化剂存在的条件下反应8h～14h，得到反应混合物，其中，活泼氢原子与环氧基团的摩尔比为0.3～0.8：1；

将所述反应混合物蒸发除去所述低碳醇后加入3～10倍环氧树脂质量的蒸馏水，得到所述水性环氧树脂乳液。

在一个实施例中，所述分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚型缩水甘油醚、脂肪族缩水甘油醚和酚醛环氧树脂中的至少一种。

在一个实施例中，所述分子中具有至少2个活泼氢原子的极性化合物为对羟基苯甲酸、对氨基苯甲酸、聚丙烯酸和20%～70%酯化的聚丙烯酸中的至少一种。

在一个实施例中，所述催化剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和三乙胺中的至少一种，所述催化剂的添加量为所述分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂的质量的0.5%～2%。

一种水性环氧树脂乳液，由上述的水性环氧树脂乳液的制备方法制备得到。

一种水性环氧树脂组合物的制备方法，包括如下步骤：

通过上述的水性环氧树脂乳液的制备方法制备所述水性环氧树脂乳液；

将所述水性环氧树脂乳液与交联剂混合后经由固化工艺得到所述水性环氧树脂组合物。

在一个实施例中，所述交联剂为氨基树脂。

在一个实施例中，所述氨基树脂为丁醚化氨基树脂、甲醚化氨基树脂和混醚化氨基树脂中的至少一种。

在一个实施例中，所述固化工艺为先加热到110℃并保温2h，接着加热到150℃并保温2h，最后加热到200℃并保温3h，其中，升降温速率为5℃/min。

一种水性环氧树脂组合物，由上述述的水性环氧树脂组合物的制备方法制备得到。

这种水性环氧树脂乳液水溶性优异、稳定性好，在使用时不需要使用大量的挥发性有机溶剂，相对于传统的环氧树脂，成本较低并且毒性较小。

附图说明

图1为一实施方式的水性环氧树脂乳液的制备方法的流程图；

图2为一实施方式的水性环氧树脂组合物的制备方法的流程图；

图3为实施例1制得的水性环氧树脂组合物的红外对比图；

图4为实施例1制得的水性环氧树脂组合物的热性能对比图；

图5为实施例1制得的水性环氧树脂组合物的热机械性能对比图；

图6为实施例1制得的水性环氧树脂组合物的吸水率对比图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示的一实施方式的水性环氧树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：

S110、将分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂和分子中具有至少2个活泼氢原子的极性化合物溶解在低碳醇中，并在50℃～100℃和催化剂存在的条件下反应8h～14h，得到反应混合物。

活泼氢原子与环氧基团的摩尔比为0.3～0.8。

低碳醇可以为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇或辛醇，其中，优选为乙醇。

分子中具有至少2个环氧基的环氧树脂可以为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚型缩水甘油醚、脂肪族缩水甘油醚和酚醛环氧树脂中的至少一种。

环氧树脂具有优良的粘结性能和机械性能，并且具有大量可反应基团，有利于极性基团的引入。

分子中具有至少2个活泼氢原子的极性化合物可以为对羟基苯甲酸、对氨基苯甲酸、聚丙烯酸和20%～70%酯化的聚丙烯酸中的至少一种。