[发明专利]一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，以重量份计，包括以下组分：环氧树脂E51‑128 50‑70份；乳化剂4‑8份；增稠剂1‑3份；消泡剂0.1‑0.5份；去离子水30‑50份；所述乳化剂为反应型乳化剂与其他种类乳化剂的混合，二者质量比为(3‑5)：(1‑3)；所述反应型乳化剂为改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂。本发明还公开了该水性环氧树脂乳液的制备方法。该方法操作简单，制备成本低，制得的乳液稳定性好，与水性/油性固化剂相溶性好，而且与油性固化剂反应全面，固化完全，固化后性能好。

技术领域：

本发明涉及环氧乳液的制备领域，具体的涉及一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液及其制备方法。

背景技术：

环氧树脂具有优异的附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等，广泛应用于涂料、粘合剂及复合材料等领域。但常用的环氧树脂为非水溶性的，仅溶于芳烃类、醇类和酮类等有机溶剂，对环境会造成污染。随着全球环保意识的增强，各国政府越来越重视挥发性有机物对环境的污染。我国也在2004年7月1日实施涂料环保标准。所以对环氧树脂的水性化已成为目前国内外研究的热点。

目前，市场上现有水性环氧树脂多数是油性环氧树脂简单的转相乳化而成，只能与水性固化剂配合使用，而与油性固化剂存在相溶性不好，反应不全面，固化后性能差等问题。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，该体系稳定，与水性/油性固化剂相溶性好，而且与油性固化剂反应全面，固化完全，固化后性能好。

本发明还公开了该水性环氧乳液的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，以重量份计，包括以下组分：

所述乳化剂为反应型乳化剂与其他种类乳化剂的混合，二者质量比为(3-5)：(1-3)；其他种类乳化剂为能使两种互不相溶的液体混合时形成稳定的乳状液的表面活性剂，其可提高环氧树脂的水性化和增加乳液体系的稳定性；

所述反应型乳化剂为改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂，其制备方法为：

(1)将羟基磷灰石和环己烷混合，然后加入硬脂酰氧异丙基铝酸酯，滴加三乙胺，缓慢升温至100-120℃，回流反应1-5h；反应结束后冷却至室温，然后向反应体系中滴加正硅酸乙酯，升温至130-150℃，继续回流反应5-10h，反应结束后冷却至室温，过滤，沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，制得改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料；

(2)将对甲基苯磺酸和去离子水混合搅拌制得对甲基苯磺酸溶液，然后加入上述制得的改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料，搅拌混合10-40min，过滤，冷冻干燥，制得负载型催化剂；

(3)将脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂缓慢升温至75-90℃，然后加入上述制得的负载型催化剂，搅拌混合3-5min，然后加入马来酸酐，反应1-4h，反应结束后趁热过滤，除去固体沉淀，将液体冷却至室温，过滤，制得的沉淀干燥，得到改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂。

作为上述技术方案的优选，所述增稠剂为改性聚氨酯类增稠剂。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述羟基磷灰石、硬脂酰氧异丙基铝酸酯、正硅酸乙酯的质量比为3:0.02：(0.1-0.6)。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述对甲基苯磺酸溶液的质量浓度为5-13％。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料与对甲基苯磺酸溶液的质量比为1：(8-15)。