CN101463180B - 一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液及其制备方法 - Google Patents

一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液及其制备方法，是将环氧树脂、固化剂、阴离子乳化剂、非离子乳化剂、活性稀释剂和溶剂混合均匀，然后在高速搅拌下，加入水中分散得到水性环氧树脂乳液。本发明采用乳化剂对环氧树脂进行乳化，使憎水的环氧树脂具有亲水的部分，从而能够很好的分散于水中。

Description

一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，特别涉及一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液及其制备方法。
背景技术
传统的环氧树脂是溶剂型和粉末型的，具有良好的强度、耐磨性、耐化学性、耐腐蚀性等。但是，粉末型环氧树脂的涂层密度较差，施工难度较大，需要借助一些专用设备才能施工；溶剂型环氧树脂在施工过程中会挥发大量的溶剂，污染环境，而且有些有毒的溶剂(比如三苯类)还会对人体有比较大的伤害作用。近年来，有关环境污染限制的法律与法规相继出台，零VOC或低VOC的体系已经成为新材料的研究方向。水性环氧树脂具有很多优点，如低VOC含量、使用安全、可用水清洗、工艺日益成熟、符合环保要求等；而且，水性环氧树脂可以在室温或潮湿的环境下固化，固化时间和温度可根据施工要求来调整。目前，水性环氧树脂的制备方法有以下几种：一种制备方法是把固化剂做成水性的，在施工现场把环氧树脂、稀释剂等加入水性固化剂中，分散成为水性环氧树脂，如申请号为200410051180.2的专利；但是，由于亲水固化剂和疏水环氧树脂在亲水方面的巨大差别，使得两者在溶度参数上不相配，从而引起成膜后的相分离，导致强度等性能下降，而且由于体系使用了稀释剂，所以环氧树脂固化后还会释放出一些没有完全固化的稀释剂。另一种制备方法是先把环氧树脂做成水性乳液，把固化剂也做成水性固化剂，然后做成双组份体系。由于环氧树脂是憎水的，所以要把它分散到水中就必须要引入亲水基团。第二种是把环氧树脂乳化，可分为外乳化法如US3945964和内乳化法如US4197389。外乳化法就是借助于外加的乳化剂，将液体或磨碎的固体环氧树脂通过机械搅拌分散于水中，形成稳定的水包油乳液体系。外乳化法可分为直接乳化法和相反转法，但是，直接乳化得到的乳液体系不太稳定，颗粒较粗，不易控制。而且工艺较复杂，如US3945964采用外乳化方法，需要和固化剂混合后才能使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种环境友好、成本低、工艺简单的水性单组分外乳化环氧树脂乳液。
本发明的另一目的在于提供一种上述水性单组分外乳化环氧树脂乳液的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液，按重量百分比计，包括下述原料：
环氧树脂        20～60％
固化剂          1～10％
非离子乳化剂    1～10％
阴离子乳化剂    1～10％
活性稀释剂      0～10％
溶剂            0～10％
水              30～70％。
所述环氧树脂可为双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、邻甲酚醛型环氧树脂或多元醇缩水甘油醚型环氧树脂中的一种或一种以上混合物；优选双酚A型环氧树脂，如：E-20、E-44、E-51、EP-828或F-51中的一种或一种以上混合物。
所述固化剂为潜伏型固化剂，如双氰胺系列或咪唑-金属盐络合物等，优选双氰胺系列。
所述非离子乳化剂可为烷基酚聚氧乙烯醚(OP系列、NP系列)或山梨醇酐单月桂酸酯(商品名称是司盘)；优选OP、NP系列的乳化剂。
所述阴离子乳化剂可为烷基硫酸盐、烷基磺酸盐或烷基磷酸盐；优选烷基硫酸盐或烷基磺酸盐。
所述活性稀释剂是单官能基的低粘度环氧树脂，如苯基缩水甘油醚或丁基缩水甘油醚。
所述溶剂可为丙酮、丁酮、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇单甲醚或乙二醇单丁醚等水溶性溶剂。
上述水性单组分外乳化环氧树脂乳液的制备方法，是在20～50℃下，将上述配比的环氧树脂、固化剂、非离子乳化剂、阴离子乳化剂、活性稀释剂和溶剂混合均匀，然后在高速搅拌下，加入水中分散得到水性单组分外乳化环氧树脂乳液。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：
(1)本发明采用乳化剂对环氧树脂进行乳化，使憎水的环氧树脂具有亲水的部分，从而能够很好的分散于水中。
(2)本发明把环氧树脂和固化剂一起分散到水中，利用常温下固化剂不和环氧树脂反应，升高温度后才和环氧树脂反应的原理，得到性能优良的单组分的水性环氧树脂乳液，其在使用时可以直接使用，不必在把环氧树脂乳液和水性固化剂混合后在使用，简化了使用工艺。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将100gE-51(E-代表双酚A型环氧树脂)，8g双氰胺，5gOP-10，1g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到50℃，混合0.5小时，在高速搅拌下，缓慢加入170g去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的水性环氧树脂乳液。
实施例2
将1KgE-44，73g双氰胺，60gNP-9，10g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到30℃，混合1小时，等混合均匀后，在高速搅拌下，缓慢加入1.4Kg去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到45％的环氧乳液。
实施例3
将500gE-20，15g双氰胺，10g苯基缩水甘油醚，10g正丁醇，18gOP-9，5g十二烷基磺酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到20℃，混合1小时，等混合均匀后，在高速搅拌下，缓慢加入822g去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的环氧乳液。
实施例4
将1KgE-44，70g双氰胺，40g司盘-20，15g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到30℃，混合1小时，等到混合均匀后，在高速搅拌下，缓慢加入1.12Kg去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到50％的环氧乳液。
实施例5
将1KgEP-828，80g双氰胺，65gOP-10，12g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到50℃，混合0.5小时，在高速搅拌下，缓慢加入1.735Kg去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的水性环氧树脂乳液。
实施例6
将100gF-51，8g双氰胺，10g乙二醇单丁醚，5gOP-10，1g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到40℃，混合0.5小时，在高速搅拌下，缓慢加入160g去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的水性环氧树脂乳液。
实施例7
将100gF-51，7g双氰胺，5g正丁醇，6gNP-30，1g烷基磷酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到50℃，混合0.5小时，在高速搅拌下，缓慢加入170g去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的水性环氧树脂乳液。

Claims (5)

1.一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液，其特征在于采取下述方法制备得到：将100gE-51，其中E代表双酚A型环氧树脂，8g双氰胺，5gOP-10，1g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到50℃，混合0.5小时，在高速搅拌下，缓慢加入170g去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的水性环氧树脂乳液。
2.一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液，其特征在于采取下述方法制备得到：将1KgE-44，73g双氰胺，60gNP-9，10g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到30℃，混合1小时，等混合均匀后，在高速搅拌下，缓慢加入1.4Kg去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到45％的环氧乳液。
3.一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液，其特征在于采取下述方法制备得到：将500gE-20，15g双氰胺，10g苯基缩水甘油醚，10g正丁醇，18gOP-9，5g十二烷基磺酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到20℃，混合1小时，等混合均匀后，在高速搅拌下，缓慢加入822g去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的环氧乳液。
4.一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液，其特征在于采取下述方法制备得到：将1KgE-44，70g双氰胺，40g司盘-20，15g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到30℃，混合1小时，等到混合均匀后，在高速搅拌下，缓慢加入1.12Kg去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到50％的环氧乳液。
5.一种水性单组分外乳化环氧树脂乳液，其特征在于采取下述方法制备得到：将1KgEP-828，80g双氰胺，65gOP-10，12g十二烷基硫酸钠一起加入三口烧瓶中，在油浴加热下，加热到50℃，混合0.5小时，在高速搅拌下，缓慢加入1.735Kg去离子水，水完全加入后，再搅拌0.5小时，过滤，得到40％的水性环氧树脂乳液。
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