[发明专利]一种超低VOC高固含水性环氧涂料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种超低VOC高固含水性环氧涂料，其特征在于：包括以下重量份的组份：水性环氧树脂20-30份，固化剂20-30份，乳化剂4-6份，颜填料1-10份；

所述水性环氧树脂，其结构式如下：

R1-R10分别独立的为H、卤素、烷基、环烷基、芳基、羟基；n为自然数；

所述固化剂，包括以下重量份的组份：式(I)所示的化合物1份、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚2-3重量份、二甲基乙醇胺2-3重量份、壳聚糖1-2重量份；

式(I)所示的化合物为

所述乳化剂，其结构式如下：

其中，R11、R12分别独立的为烷基；m为自然数。

2.根据权利要求1所述的一种超低VOC高固含水性环氧涂料，其特征在于：包括以下重量份的组份：水性环氧树脂20-30份，固化剂20-30份，乳化剂4-6份，颜填料1-10份；

所述水性环氧树脂，其结构式如下：

所述固化剂，包括以下重量份的组份：式(I)所示的化合物1份、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚2-3重量份、二甲基乙醇胺2-3重量份、壳聚糖1-2重量份；

式(I)所示的化合物为

所述乳化剂，其结构式如下：

m为自然数。

3.根据权利要求1所述的一种超低VOC高固含水性环氧涂料，其特征在于：

(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：

n为自然数。

4.根据权利要求3所述的一种超低VOC高固含水性环氧涂料，其特征在于：步骤(1)，将式II所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得；式II所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)；氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔；蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1；步骤(2)，式II所示的化合物与溶解于混合溶剂中，氮气保护下，缓慢滴加甲基丙烯酸、苯乙烯，再加入引发剂，升温至110-120℃，恒温反应1-2h，冷却至40-50℃，调pH至7-8，恒温反应1-2h，即得。

5.根据权利要求1所述的一种超低VOC高固含水性环氧涂料，其特征在于：所述固化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备式(III)所示的化合物：

(1.1)：乙烯基二甲基氯硅烷与2-氨基-5-硝基苯甲酸甲酯反应制得式a的化合物；

(1.2)：式a的化合物与DOPO反应制得式b的化合物；

(1.3)：式b的化合物水解制得式c的化合物；

(1.4)：式c的化合物与2,4-二羟基二苯甲酮反应制得式d的化合物；

(1.5)：式d的化合物还原制得式III的化合物，

反应方程式如下：

(2)将式(III)所示的化合物溶于二氯甲烷中，加热至50-60℃恒温，边搅拌编滴入三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，在2h内滴完，再加入二甲基乙醇胺，恒温搅拌1-2h；

(3)升温至70-80℃，搅拌同时再加入壳聚糖，恒温搅拌1-2h；降至室温，即得。

6.根据权利要求5所述的一种超低VOC高固含水性环氧涂料，其特征在于：各原料的用量为：式(I)所示的化合物1份、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚2-3重量份、二甲基乙醇胺2-3重量份、壳聚糖1-2重量份。