[发明专利]水性涂料用自乳化环氧树脂乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水性涂料用自乳化环氧树脂乳液，包括以下重量百分比的组分：改性环氧树脂40%～75%，去离子水25%～60%；所述改性环氧树脂由以下重量百分比的原料制成：环氧树脂20%～50%，聚醚多元醇10%～30%，烷基酚聚氧乙烯醚1%～15%，C12～C14烷基缩水甘油醚环氧树脂2%～15%，扩链剂5%～20%，催化剂0.16%～0.4%，有机溶剂20%～50%。本发明的自乳化环氧树脂乳液储存稳定性好，与配套的水乳型环氧固化剂配伍性好，漆膜性能优良。

技术领域

本发明涉及一种水性涂料用自乳化环氧树脂乳液及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有粘结性能好，固化物稳定性好，机械强度高，收缩率及吸水率低，电绝缘性能极佳等优点，从而广泛应用于涂料、胶黏剂及高分子制造等行业。环氧树脂类涂料是涂料行业的支柱产品之一。据报道，我国涂料用环氧树脂的用量约占环氧树脂总用量的40%，预计未来国内环氧树脂行业仍能稳定增长。一方面是全球产业转移使得电子、船舶等下游行业都转移到中国生产，拉动了对环氧树脂的需求；另一方面是国内企业生产产品的质量在不断提高，与国外企业相比逐渐具备比较优势。然而，传统的环氧树脂只溶于芳香烃及酮类等有机溶剂。涂料行业以“水”代“油”的话题一直广受热议，自2015年2月1日起国家对VOC含量超过420克/升的涂料征收4%消费税的政策落地后，传统溶剂型工业涂料企业向水性、粉末等环保化方向转型升级的进程已经不可逆转。

环氧树脂的水性化技术经历了从外加乳化剂法到自乳化法的发展历程。一般来说，外加乳化剂法主要是指机械法和相反转法，由该法制备的水性环氧树脂属于第一代水性环氧树脂体系。2002年，上海绿嘉水性涂料有限公司施雪珍等人报道了一种水性环氧乳液的制备方法，其技术要点是制备了一种反应型乳化剂，然后再结合相反转法制备为水性环氧乳液。但外加乳化剂法一般存在漆膜耐化学品性能差，固化物分子量低，易从漆膜中萃取出来等缺点。

采用水溶性固化剂乳化油溶性环氧树脂制备的水性环氧乳液属于第二代水性环氧体系的产品。周继亮等人报道了一种非离子型水性环氧固化剂的合成，该固化剂在室温下具有良好的乳化液体环氧树脂的功能，由其配制的双组份水性环氧涂料在室温下固化后得到性能优良的涂膜，具有良好的柔韧性和耐冲击性能。但该体系初始黏度大，施工期限短，固化速度慢，给实际工程施工带来一定的困难。

自乳化法即化学改性法，是利用环氧树脂上的活性反应基团，如环氧基、仲羟基、亚甲基氢等，从而将亲水基团（氨基、聚氧乙烯链段，羧基）引入环氧树脂分子结构中，使环氧树脂具有亲水亲油的两亲性能。此前国内推出的多种水性环氧产品，其技术还停留在第二代水性环氧上，其配制的涂料产品在性能上还远远达不到溶剂型涂料产品的性能。经检索发现，专利号为2006100498972的中国专利公开了一种环氧丙烯酸乳化剂及由该乳化剂乳化丙烯酸环氧酯类单体制得的丙烯酸环氧乳液的制备方法，该法采用甲苯二异氰酸酯或三苯基膦作为偶联剂，而甲苯二异氰酸酯在常温下就会与原料及空气中的水分反应，副反应多导致产物不纯，且原料不仅需脱水处理，游离的异氰酸酯对环境及漆膜性能均会造成不利影响，并且本发明仅是制备了一种乳化剂，再由乳化剂乳化单体制备为乳液，仍属于上述介绍的第一代水性环氧的范畴；专利号为2008100274947的中国专利公开了一种非离子型固体环氧树脂及其乳液的制备方法，该法通过LEWIS酸三氟化硼乙醚的催化，在环氧树脂分子上接入了聚醚链段，从而实现环氧树脂的水性化，但LEWIS酸类催化剂反应完成后难以除去，长期使用还会腐蚀设备，最重要的是采用三氟化硼乙醚作为催化剂，反应比较剧烈，会引发环氧基团的自聚，反应不易控制。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种水性涂料用自乳化环氧树脂乳液，同时给出了其制备方法。

为了达到以上目的，本发明的一个技术方案提供了