[发明专利]一种复合乳化剂及其制备方法和包含复合乳化剂的水性环氧树脂乳液和涂料

说明书

本发明属于乳化剂技术领域，本发明提供了一种复合乳化剂及其制备方法。本发明的复合乳化剂包含非离子乳化剂和阴离子乳化剂；阴离子乳化剂和非离子乳化剂的质量比为1～5:5～15。本发明还提供了一种包含复合乳化剂的水性环氧树脂乳液和涂料。本发明的复合乳化剂制备的水性环氧树脂乳液具有乳化剂用量小，乳液粒径小，储存稳定性好等优异性能；本发明的涂料具有优异的耐H₂SO₄腐蚀性能和耐中性盐雾性能。

技术领域

本发明涉及乳化剂技术领域,尤其涉及一种复合乳化剂及其制备方法和包含复合乳化剂的水性环氧树脂乳液和涂料。

背景技术

环氧树脂因其具有优异的粘接性、耐介质性、电绝缘性以及物理性能而被广泛用于胶粘剂、涂料、电子灌封胶和航空航天等领域。传统的溶剂型环氧树脂含有大量VOC，对生态环境和从业人员的身体健康造成危害。近年来，低VOC或零VOC的水性环氧涂料以其不燃、无毒、无味，施工简便、无溶剂排放、适用范围广等优点而受到人们的青睐。

根据制备工艺的不同，可以将环氧树脂水性化分三种方法：机械法、相反转法、自乳化法。自乳化法是对环氧树脂进行化学改性，在环氧树脂分子上接入亲水性基团且每个分子至少保留两个环氧基团，这种方法不需要外加乳化剂，乳化工艺简单，乳液稳定性最好，但制备工艺复杂，成本高，且基体树脂含有大量亲水基团，乳液成膜后耐水性、耐化学性能不佳。机械法只需将环氧树脂研磨，并与乳化剂混合，然后在快速搅拌下加水即可形成水性环氧树脂乳液。机械法工艺最简单，但制备的乳液粒径大，成膜性能差。相反转法制备水性环氧树脂乳液时先将环氧树脂与乳化剂在剪切作用下均匀混合，然后向体系中缓慢加入蒸馏水，随着水量的增加，体系发生从油包水到水包油的转变。在相反转点处，体系的物理性质会发生一系列明显的变化，如黏度减小、界面张力下降和分散相尺寸较小等特点。利用相反转法制备水性环氧树脂乳液，分散相的平均粒径可在1um左右。若所用乳化剂为传统表面活性剂，本身不参与树脂的固化反应，这种乳化剂在树脂固化后容易在漆膜表面析出而影响漆膜的外观和防腐性能，且乳液的稳定性不佳；而含有环氧基团的反应性乳化剂可参与树脂的固化反应，成为固化后交联分子结构的一部分，因而对漆膜的影响较小。

现有技术公开了利用质子酸代替路易斯酸作催化剂催化聚醚多元醇与环氧树脂反应制备环氧活性乳化剂，并利用残留在活性乳化剂中的质子酸进一步催化活性乳化剂与环氧树脂的聚合反应，提高水性环氧树脂乳液的稳定性。但质子酸会消耗一部分基体树脂的环氧基团，且乳化剂用量高达23％，使得耐腐蚀性和耐水性受到极大影响。现有技术还公开了以二元胺与磺内酯反应引入双磺酸根离子，之后利用生成的仲胺基与环氧树脂反应得到双阴离子乳化剂。该方法第二步反应为二元胺与环氧树脂的反应，反应产物结构不可控，容易生成凝胶，乳化效果不确定性增加，故而需要加入大量的乳化剂才能有效果(20％)，也因此引入了大量的阴离子，极大的影响了涂膜的耐水性。

因此，研究开发一种性能优异的乳化剂，进而实现水性环氧树脂乳液的产物结构可控性，提高环氧树脂乳液和涂料的耐腐蚀性和耐水性、储存稳定性和乳化效果，具有重要的价值和意义。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种复合乳化剂及其制备方法以及包含复合乳化剂的水性环氧树脂乳液和涂料。本发明的复合乳化剂制备的水性环氧树脂乳液具有乳化剂用量小，乳液粒径小，储存稳定性好等优异性能；本发明的涂料具有优异的耐H₂SO₄腐蚀性能和耐中性盐雾性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种复合乳化剂，包含非离子乳化剂和阴离子乳化剂；

所述非离子乳化剂的结构式为：

n＝40～83；

所述阴离子乳化剂的结构式为：