[发明专利]一种水性生物基环氧乳液、防腐涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性生物基环氧乳液、防腐涂料及其制备方法和应用。本发明的水性生物基环氧乳液，包括生物基环氧树脂、双酚A环氧树脂、生物基乳化剂、非生物基乳化剂；所述生物基环氧树脂与双酚A环氧树脂的质量比为1～6：1。本发明通过控制生物基环氧树脂与双酚A环氧树脂的用量，在保证乳液良好性能的同时，提高乳液中生物基原料的含量，改善储存稳定性。采用上述水性生物基环氧乳液制备的防腐涂料综合性能优异，克服了现有技术生物基环氧涂料机械性能、附着力不足的缺点，具有优异的机械性能、防腐性能、耐水性和附着力。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水性生物基环氧乳液、防腐涂料及其制备方法和应用。

背景技术

环氧涂料在防腐涂料领域具有举足轻重的地位，用量超过40％，仍然成上升趋势。传统环氧树脂的主要原料均来自化石燃料，随着这些不可再生原料的不断减少，导致其价格不断攀升，一方面导致未来发展的不可持续性，另一方面导致制造成本不断上升，因此需要开发一些新的原材料来替代传统的化石燃料。生物基环氧树脂被证明是一种潜在的替代传统环氧树脂的原料，但生物基环氧树脂涂料的性能尤其是机械性能、防腐性能、耐水性、附着力等和传统环氧树脂涂料相比还有一定的差距。

目前针对生物基环氧树脂涂料的研究较多，这些研究主要集中在两方面，一是如何提高涂料中生物基原料的含量，另外一方面是如何提高生物基环氧树脂的性能。但真正能制备出具有综合性能优异的生物基环氧涂料的报道很少，目前的报道的生物基环氧涂料主要集中在溶剂型和无溶剂型涂料领域，而且只有某些性能优异，综合性能欠缺，相关技术虽然提供了一种具有优异耐磨性和防腐性能的生物基环氧涂料，但是其附着力最优才2级，抗冲击最好才50cm，且未提供耐弯曲的数据，因此在一些工业领域如工程机械、轨道交通很难实现大规模应用。另外，关于水性生物基环氧涂料的报道极少，因此如何制备具有优异综合性能的水性生物基环氧涂料仍然是一大难点。水性涂料兼具安全性、环保性能和易施工的优点，因此制备综合性能优异，尤其是应用于对机械性能、防腐性能、附着力要求高的轨道交通和工程机械的水性生物基环氧防腐涂料具有广阔的前景，同时也是未来发展的趋势。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种水性生物基环氧乳液，应用于防腐涂料，能够有效改善涂料机械性能、防腐性能、耐水性、附着力。

本发明还提出上述水性生物基环氧乳液的制备方法。

本发明还进一步提出了含有上述水性生物基环氧乳液的防腐涂料及其制备方法和应用。

本发明的第一方面，提出一种水性生物基环氧乳液，包括生物基环氧树脂、双酚A环氧树脂、生物基乳化剂、非生物基乳化剂；所述生物基环氧树脂与双酚A环氧树脂的质量比为1～6：1。

根据本发明的第一方面，至少具有如下的有益效果：

本发明通过控制生物基环氧树脂与双酚A环氧树脂的用量，在保证乳液良好性能的同时，提高乳液中生物基原料的含量，乳液的粒径小于1.0μm，储存稳定性好。纯的生物基乳化剂的效果不佳，通过与非生物基乳化剂配合使用，提高生物基原料用量占比的同时，保证水性生物基环氧乳液的稳定性。

优选地，所述生物基环氧树脂与双酚A环氧树脂的质量比为1～5：1，更优选1.5～4：1，进一步优选2.3：1左右。

优选地，所述生物基乳化剂与非生物基乳化剂的质量比为1～4：1，更优选1～3：1，进一步优选2：1左右。

优选地，所述水性生物基环氧乳液的平均粒径为0.2～1μm，更优选0.5～1μm，进一步优选0.55～0.7μm。

优选地，所述水性生物基环氧乳液的环氧当量为800～1200，更优选1000～1100，进一步优选1050左右。

优选地，所述水性生物基环氧乳液，包括如下质量份组分：