[发明专利]有机硅改性水性环氧乳液和水性环氧底漆及其制备方法

说明书

本发明提出了一种有机硅改性水性环氧乳液和水性环氧底漆及其制备方法，该水性环氧乳液的制备方法包括以下步骤：将聚乙二醇进行改性得到端羧基改性聚乙二醇；将端羧基改性聚乙二醇与氨基硅烷混合反应，得到有机硅改性聚乙二醇；将有机硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚和双酚A型环氧树脂混合，在催化剂的作用下反应即得有机硅改性水性环氧乳液。本发明的水性环氧乳液的制备方法，利用有机硅改性聚乙二醇末端残留的羧基与环氧基团反应将有机硅链段引入环氧树脂分子链中，提升了水性环氧乳液的稳定性，降低了环氧基团开环率，保留了一定的环氧基团，降低了水性环氧乳液的表面张力，提升环氧树脂的韧性、耐冲击性能。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种有机硅改性水性环氧乳液和水性环氧底漆及其制备方法。

背景技术

环氧树脂由于其结构中含有独特的环氧基、羟基等活性基团，因而具有优良的粘结性能、力学性能，广泛用于防腐涂料、胶黏剂等领域，但环氧树脂固化后交联密度高、内应力大，导致韧性差、冲击拉伸性能不足。

有机硅低聚物以Si-O-Si为骨架，由于其特殊的结构可有效提升漆膜的柔韧性、降低水性环氧乳液表面张力，从而使涂层具有良好的耐腐蚀、耐盐雾、耐溶剂等性能。有机硅改性环氧树脂早期主要集中在物理共混，而有机硅树脂大多为弱极性，甚至是非极性，因此有机硅树脂与环氧树脂两者的溶解度参数相差较大，长期储存会出现相分离，甚至固化后产物会出现宏观非均相的共混体系，性能明显下降。化学改性法通常通过有机硅的羟基、氨基、烷氧基等与环氧树脂中羟基、环氧基反应将有机硅链段引入环氧分子链中，但消耗了大量的环氧基团，降低了固化后交联密度，导致致密度变差，耐性下降。

基于目前有机硅改性环氧树脂存在的技术缺陷，有必要对此进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种有机硅改性水性环氧乳液和水性环氧底漆及其制备方法，至少部分解决现有技术中存在的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种有机硅改性水性环氧乳液的制备方法，包括以下步骤：

将聚乙二醇进行改性得到端羧基改性聚乙二醇；

将所述端羧基改性聚乙二醇与氨基硅烷混合反应，得到有机硅改性聚乙二醇；

将所述有机硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚和双酚A型环氧树脂混合，在催化剂的作用下反应即得有机硅改性水性环氧乳液。

优选的是，所述的有机硅改性水性环氧乳液的制备方法，将聚乙二醇进行改性得到端羧基改性聚乙二醇具体包括：将聚乙二醇、4-OH-TEMPO、硝酸、水均加入至反应器中，在氧气氛围下，于60～70℃下反应至酸值为27～28mgKOH/g，萃取后，即得端羧基改性聚乙二醇；

其中，所述聚乙二醇、4-OH-TEMPO、硝酸、水的质量比为100:(0.5～1.5):(2.5～3):(12～18)。

优选的是，所述的有机硅改性水性环氧乳液的制备方法，将所述端羧基改性聚乙二醇与氨基硅烷混合反应，得到有机硅改性聚乙二醇具体包括：将端羧基改性聚乙二醇与氨基硅烷混合后，升温至170～190℃，反应2～4h，再减压蒸馏，即得有机硅改性聚乙二醇；

其中，所述端羧基改性聚乙二醇与氨基硅烷的摩尔比为1:(1～2)。

优选的是，所述的有机硅改性水性环氧乳液的制备方法，将所述有机硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚和双酚A型环氧树脂混合，在催化剂的作用下反应即得有机硅改性水性环氧乳液具体包括：将所述有机硅改性聚乙二醇、丙二醇甲醚、双酚A型环氧树脂以及催化剂混合后，升温至100～120℃反应1～3h，然后降温至40～50℃，得到反应产物，再向反应产物中加入水使反应产物中水的质量含量为50～55％，即得有机硅改性水性环氧乳液；