[发明专利]一种单组份水性环氧乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环氧树脂技术领域，涉及一种单组份水性环氧乳液及其制备方法。

背景技术

环氧树脂本身具有良好的物理和化学性能，并且拥有优良的粘结性能，能很好的粘附金属和非金属材料等材质，同时环氧树脂固化收缩率低，一般只有1～2％，相对于其他溶剂型和无溶剂的聚酯和醇酸树脂，环氧树脂固化时VOC挥发很小，制品尺寸稳定性好，固化后产品硬度高，耐化学性稳定，优良的电性能。

近年来，为了迎合国家提倡的绿色、环保的要求，不断研发出各类水性环氧树脂产品，但真正意义上的水性环氧树脂产品的内部还是含有一定的助溶剂，也就是人们通常使用的溶剂类产品，对于环境和人类健康还是存在一定的危害性。

CN102675859A公开了一种超高分子量单组份水性环氧树脂乳液，它包括改性环氧树脂、高效乳化剂、表面活性剂、共溶剂和水；所述环氧树脂乳液按改性超环氧树脂100％，高效乳化剂5-35％，表面活性剂0-1％，共溶剂0-70％，适量水组成；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；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。该发明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，但是其使用了共溶剂，环境友好性能有待提高。

CN102675861A公开了一种单组份水性环氧树脂乳液，包括改性环氧树脂，高效乳化剂，表面活性剂，共溶剂和水；其中：改性环氧树脂100％，高效乳化剂5-35％，表面活性剂0-1％，共溶剂0-70％，适量水；改性环氧树脂包括环氧树树脂、聚乙二醇醚、异氰酸酯、封闭剂和催化剂；所述的高效乳化剂由环氧树脂、聚醚、有机硅和催化剂；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸钾中的一种或两种以上的混合物；所述的共溶剂为丙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇甲醚及双丙酮中的一种或两种以上的混合物；所述的封闭剂为己内酰胺、苯酚、甲乙酮肟中的一种或两种以上的混合物；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。该发明的单组份水性环氧树脂乳液虽然也是单组份的高效乳液，但是因其也使用了共溶剂，还会产生一定的VOC。

因此，开发一种单组份的不含溶剂的环境友好型环氧乳液很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种单组份水性环氧乳液，以水为介质，不包含溶剂，环境友好，固化后附着力好，成膜性好，绝缘性能高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种单组份水性环氧乳液，由乳化剂、环氧树脂和水制备而成，所述乳化剂、环氧树脂和水的质量比为1:(2～4):(5～7)。本发明合成的环氧乳液采用水为介质，无任何溶剂参与，固化后对环境友好，无毒无害。例如，所述乳化剂、环氧树脂和水的质量比为1:2:7、1:3:6、1:4:5。

所述乳化剂的制备原料包括聚乙二醇、聚乙二醇单醚、酸酐和苄基缩水甘油醚，所述聚乙二醇、聚乙二醇单醚、酸酐和苄基缩水甘油醚的质量比为8:(3～5):(15～26):(0.5～1)。

所述酸酐为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、苯酐和对苯二甲酸酐中的一种或至少两种的混合物。典型但非限制的实施方式为：所述混合物为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐的混合物，顺丁烯二酸酐、苯酐的混合物，顺丁烯二酸酐、对苯二甲酸酐的混合物，反丁烯二酸酐、苯酐的混合物，反丁烯二酸酐、对苯二甲酸酐的混合物，苯酐和对苯二甲酸酐的混合物；所述混合物为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、苯酐的混合物，顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、对苯二甲酸酐的混合物，反丁烯二酸酐、苯酐和对苯二甲酸酐的混合物；所述混合物为顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸酐、苯酐和对苯二甲酸酐的混合物。

所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂或改性双酚F型环氧树脂。

所述水为去离子水或纯水。

本发明的目的之二在于提供一种单组份水性环氧乳液的制备方法，包括如下步骤：

1)将聚乙二醇、聚乙二醇单醚、酸酐和苄基缩水甘油醚置于反应器中，加热反应，冷却后得到乳化剂，其中，所述聚乙二醇、聚乙二醇单醚、酸酐和苄基缩水甘油醚的质量比为8:(3～5):(15～26):(0.5～1)；