[发明专利]一种自乳化非离子型水性环氧固化剂

说明书

本发明公开了一种自乳化非离子型水性环氧固化剂，所述水性环氧固化剂包括以下重量份的组份：N,N‑二(胺丙基)乙二胺100份；低分子环氧化合物60～250份；环氧树脂100～300份；保护剂1～8份；水120～2500份。本发明的自乳化非离子型水性环氧固化剂可快速固化环氧树脂，同时使环氧乳液体系稳定性好，成膜效果佳。

技术领域

本发明涉及一种固化剂，尤其涉及一种自乳化非离子型水性环氧固化剂。

背景技术

随着环境的日益关注，对涂料中VOC含量要求越来越严格。传统溶剂型涂料无法满足环境要求，正逐步向无溶剂及水性方向发展。水性环氧涂料在涂料中占有较大比重，其技术核心为水性环氧固化剂。

现有市场的水性固化剂分为两类，一类为配合水性环氧树脂的水性固化剂，该固化剂不能与普通市售环氧树脂直接使用，必须使用水性环氧树脂，这大大提高了材料的使用成本；另一类为自乳化水性环氧固化剂，使用时，该固化剂直接与通用型环氧配合搅拌乳化，然后使用水来调节粘度，该类固化剂使用成本低，使用方便，受到市场的欢迎。

水性环氧固化剂从本质来讲既是一种固化剂，也是环氧树脂的乳化剂，其技术特点是将固化剂通过改性，改善其亲油亲水性，使之达到极性平衡。当环氧树脂、固化剂、水通过搅拌混合后，形成稳定分散多相结构。

水性环氧体系成膜机理不同于一般的聚合物乳液如丙烯酸乳液的成膜(凝结成膜，物理过程)，也与溶剂型环氧的成膜也不同，在溶剂型环氧体系中，环氧树脂和固化剂均以分子形式溶解在有机溶剂中，形成的体系是均相的，固化反应在分子之间进行，因而固化反应进行得比较完全，所形成的固化物也是均相的。

水性环氧为多相体系，环氧树脂和固化剂以分散相形式分散在水相中，交联固化过程是在水分蒸发的过程中微粒之间的相互渗透内部扩散交联反应过程，因此水性环氧的固化程度取决于以下四个因素：一是相容性：水性环氧树脂与水性环氧固化剂的相容性越好，越有利于固化剂微粒与环氧树脂微粒相互内部扩散，有利于固化反应的进行；二是粒径：粒径较小时，水性环氧树脂与水性环氧固化剂分散相粒子能够较充分地相互渗透到内核从而达到较完全的固化程度；三是亲水亲油平衡值：水性环氧树脂与水性环氧固化剂的亲水亲油平衡值接近，在水相中达到一致的共存稳定状态，如果差异较大，亲水性较强的组分会逐渐聚集于水相中，从而导致树脂相和固化剂相分离；四是分散均匀程度：在多相分离的状态下，只有通过一定的机械搅拌作用，才能将树脂相和固化剂相均匀分布于水相中。

为达到上述机理要求，首先固化剂应通过合成改性，消除体系中的伯胺基团，形成仲胺来实现对环氧树脂的开环固化。因为伯胺基团与水的亲和力太强，一方面使得固化剂亲油性降低，难以乳化环氧树脂，即使能乳化环氧，其乳液稳定性也极差，极易破乳分层；另一方面，伯胺更易与水接触，从而减少与环氧树脂接触几率，难于向环氧树脂内部进行扩散，造成环氧乳液难于固化甚至固化不完全。

现有的水性环氧固化剂主要由二乙烯三胺、三乙烯四胺等为基础原料，通过亲油改性制备，但是由于改性剂的加入，大大减缓了固化剂的固化速度，因此在很多场合使用受到限制。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种自乳化非离子型水性环氧固化剂，可快速固化环氧树脂，同时使环氧乳液体系稳定性好，成膜效果佳。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自乳化非离子型水性环氧固化剂，所述水性环氧固化剂包括以下重量份的组份：

作为本发明的优选技术方案，所述低分子环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、C12～C14烷基缩水甘油醚和苯基缩水甘油酯中一种或几种的组合物。