[发明专利]一种低粘度水性环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明提供的一种低粘度水性环氧树脂，本发明还提供了一种低粘度水性环氧树脂的制备方法，在氢氧化钠存在下，式I所示的化合物与过量的环氧丙醇聚合反应，即得。本发明提供的水性环氧树脂制备工艺简单、成本较低，利用该树脂制得的涂料具有耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性等化学特性；耐磨性、耐冲压性、耐洗刷性等优异；表面光亮、平整、美观、无接缝、易清洗、易维修保养、经久耐用。

技术领域

本发明涉及涂料材料领域，特别涉及一种低粘度水性环氧树脂及其制备方法与应用。

背景技术

随着国家环保政策的相继出台和法律监管的日益严格，涂料企业纷纷投入大量人力、物力开发包括环氧涂料在内的环保型低VOC的涂料。

环保型环氧涂料的技术路线有很多种，例如水性环氧涂料、溶剂型高固体份涂料、无溶剂、粉末等等。这些不同种类的涂料有其各自独特的性能和特点，可以满足不同场合的应用需求。其中无溶剂和粉末涂料等技术路线几乎可以实现零VOC，虽然其对施工的环境条件要求高，但是技术是相对成熟的，所以它们需要的不是技术的创新而是应用的创新和推广。故而，含有VOC的溶剂型环氧涂料将是未来涂料VOC减排的重点针对对象。

环氧涂料有以下三个降低VOC可能的方向：

1)高VOC的低固体份含量的溶剂型涂料(VOC420g/L)转向低VOC的低固体份含量的水性涂料(VOC420g/L)，该方向是“油转水”的范畴。

2)高VOC的低固体份含量的溶剂型涂料(VOC420g/L)转向低VOC的高固体份的溶剂型涂料(VOC420g/L)，该方向是“油转油”的范畴。

3)低VOC的高固体份的溶剂型(VOC420g/L)转向超低VOC高固体份水性涂料，该方向是“油转水”的范畴。

然而目前，水性涂料使用的环氧树脂的制造过程非常复杂，需要乳化，具有工序多、过程长、周期长的特点，其中任何一个环节或细节出现问题，都会导致最终产品的质量问题，主要体现在：

1)耐候环氧主体树脂的合成需要二级合成。一般需要先合成多个中间体，然后用中间体进行二次合成，才能完成主体树脂。所有的材料都需要有很好的耐候性。

2)工艺设备的选择非常重要。目前环氧乳液的制造的方法主要有两种。一种是连续法，这种生产设备可以实现连续的生产，但是产品的切换速度比较慢。适合大批量的生产。另一种是间歇法，使用的是乳化分散设备，批次之间会有差异，但是生产比较灵活。瀚岱化学使用的是间歇法。

3)乳化工艺非常复杂，不同的设备虽然决定了大致的工艺，不同的产品类型需要完全不同的工艺。

4)乳化的时间长。不考虑其它的生产工序时间，耐候环氧的乳化需要7-8个小时，甚至更长。

发明内容

技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种低粘度水性环氧树脂及其制备方法与应用。

技术方案：本发明提供的一种低粘度水性环氧树脂，其结构式如下：

其中，R₁-R₁₀分别独立的为H、卤素、烷基、环烷基、芳基、羟基、醚基、脂基；n为自然数。

本发明还提供了一种低粘度水性环氧树脂，其结构式如下：

本发明还提供了一种低粘度水性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在氢氧化钠存在下，式I所示的化合物与过量的环氧丙醇聚合反应，得式II所示的化合物；

(2)式II所示的化合物与甲基丙烯酸、苯乙烯反应，即得；

反应式如下：