CN114292611A - 具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂及其制备方法 - Google Patents
具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，该美缝剂的组分以及各组分的质量百分比：环氧树脂42％、水性化改性环氧树脂4‑6％、触变剂2‑4％、固化剂33‑40％、固化促进剂0.2‑0.4％、颜料7‑10％；防霉剂0.2‑0.6％。本发明还公开了该美缝剂的制备方法，包括以下步骤：S1：环氧树脂的水性化改性，S2：制作水性环氧树脂美缝剂A组分，S3：制作水性环氧树脂美缝剂B组分，S4：得到水性环氧美缝剂树脂。本发明采用100％固含量的有机胺类作为固化剂，解决了环氧树脂美缝剂的气味及VOC排放问题；通过对环氧树脂的水性化改性，使得本发明的产品更具环保性；采用了改性脂肪族环氧树脂作为主体粘接材料以及脂肪族固化剂，大大提高了环氧美缝剂的耐候性。
Description
技术领域
本发明涉及涂料胶黏剂领域，具体为一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂及其制备方法。
背景技术
环氧树脂美缝剂是填缝剂的升级产品，主要是由环氧树脂、固化剂、颜填料、助剂等材料组成。相较于水泥基瓷砖美缝剂韧性差、容易吸潮、耐沾污性能差，防霉抗菌性差的缺点，环氧树脂美缝剂固化后具有柔韧性好，耐磨、抗酸碱、不收缩、防水防霉等诸多优点；而且，环氧树脂美缝剂的施工方便，无需专业的设备和施工团队，因此越发受到家装市场的青睐。
中国专利CN201610386973.2中提出了一种双组分环氧美缝剂的制备方法，该产品具有良好的防霉耐水性，而且光泽度高并且能够保持长久；解决了传统的采用高分子聚合物乳液、石膏等作为填缝剂材料所具有的防霉抗菌性能差，不适用于厨房等潮湿室内环境的缺点。但是该专利中采用了高沸点的苯甲醇溶剂作为稀释剂，增加了美缝剂的生产成本，而且使得施工使用过程中产生了VOC的排放问题。
中国专利CN201710859132.3中提到了一种采用水性环氧乳液作为美缝剂主体树脂的制备方法，虽然采用水性环氧树脂乳液作为主体树脂，解决了油性美缝剂及苯甲醇稀释剂的VOC排放问题，但是由于环氧树脂乳液的固含量低(50-69％)，固化慢，而且水分蒸发固化后容易造成美缝剂塌陷等施工问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，所述美缝剂的组分以及各组分的质量百分比：环氧树脂42％、水性化改性环氧树脂4-6％、触变剂2-4％、固化剂33-40％、固化促进剂0.2-0.4％、颜料7-10％；防霉剂0.2-0.6％；
所述水性化改性环氧树脂包括以下组份以及各组分的质量百分比：含聚醚链段的物质60-70％、环氧树脂30％、催化剂0.6-0.9％、消泡剂0.3-0.5％。
优选的，所述含聚醚链段的物质为聚乙二醇、亨斯迈聚醚胺
M-600、
M-1000、
M-2070中的一种或者两种混合物；所述环氧树脂为3,4-环氧环己基甲酸-3,4-环氧环己基甲酯、己二酸双3,4-环氧环己基甲酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯中的一种或者两种混合物。
优选的，所述催化剂为三氟化硼络合物、叔辛胺、三苯基膦中的一种，所述触变剂为气相二氧化硅、膨润土中的一种。
优选的，所述固化促进剂为水杨酸，所述颜料为钛白粉、贵族银、镏金粉中的一种。
优选的，所述固化剂为1,3-环己二甲胺、4,4-二氨基二环己基甲烷、1,3-二-氨基丙基-5,5-二甲基海因、N-氨乙基哌嗪、聚醚胺D-220、聚醚胺D-400、聚醚胺D-205中一种或者两种混合物。
优选的，所述消泡剂为聚醚链段改性接枝的硅醚共聚物，
一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：环氧树脂的水性化改性，在四口烧瓶中分别加入含聚醚链段的物质，和环氧树脂，加入催化剂和无机抗菌剂，升温至100-130℃时，然后升温至130℃，保温反应2-5h；通过光谱分析仪监测反应体系中的环氧当量值，直到体系中的环氧当量值不再变化时，降温停止反应，降温至40-50℃时，出料，即可得到水性化改性的环氧树脂；
S2：制作水性环氧树脂美缝剂A组分，取42g的环氧树脂，加入6g步骤S1中合成的水性化改性环氧树脂，在2000rpm高速搅拌分散20-30min；取出，往体系中加入触变剂2g，800-1000rpm转速条件下，继续搅拌10分钟，即可得到A组分；
S3：制作水性环氧树脂美缝剂B组分，取40g的固化剂，加入0.2-0.4g固化促进剂，2-4g触变剂，0.2-0.5g无机抗菌剂，800rpm转速条件下，搅拌分散5min，使得触变剂在固化剂中分散均匀。取出，再往体系中加入7-10g的颜料，继续搅拌10min，使粉料分散均匀后取出，即可得到固化剂B组分；
S4：得到水性环氧美缝剂树脂，将水性环氧美缝剂树脂的A、B组分，按照质量比为1：1比例，装入到双组分胶管中，即可得到最后的双组分环氧美缝剂产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用100％固含量的有机胺类作为固化剂，克服了市面上用有机溶剂来稀释反应体系而造成的环保风险；其次，通过对环氧树脂的水性化改性，使得本发明的产品更具环保性。最后，区别于市面上常用的E51环氧树脂作为成膜树脂，本发明采用了改性脂肪族环氧树脂作为主体粘接材料，克服了E51树脂耐候性差的缺点，大大提高了环氧美缝剂的耐候性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提供一种技术方案：一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，该美缝剂的组分以及各组分的质量百分比：环氧树脂42％、水性化改性环氧树脂6％、触变剂2％、固化剂40％、固化促进剂0.4％、颜料9％；无机抗菌剂0.6％；
水性化改性环氧树脂包括以下组份以及各组分的质量百分比：含聚醚链段的物质69％、环氧树脂30％、催化剂0.6％、消泡剂0.4％；
一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：环氧树脂的水性化改性，在四口烧瓶中分别加入69g聚乙二醇，30g的3,4-环氧环己基甲酸-3,4-环氧环己基甲酯，加入0.6g叔辛胺作为催化剂和0.4g聚醚链段改性接枝的硅醚共聚物作为消泡剂，然后升温至100℃，保温反应2-5h；通过光谱分析仪监测反应体系中的环氧当量值，直到体系中的环氧当量值不再变化时，降温停止反应。降温至45℃时，出料，即可得到水性化改性的环氧树脂；
S2：制作水性环氧树脂美缝剂A组分，取42g的3,4-环氧环己基甲酸-3,4-环氧环己基甲酯，加入6g步骤S1中合成的水性化改性环氧树脂，在2000rpm高速搅拌分散20min；取出，往体系中加入气相二氧化硅2g，800rpm转速条件下，继续搅拌10分钟，即可得到A组分；
S3：制作水性环氧树脂美缝剂B组分，取40g的4,4-二氨基二环己基甲烷，加入0.4g的水杨酸作为固化促进剂，3g气相二氧化硅作为触变剂，0.6g纳米Ag作为无机抗菌剂，800rpm转速条件下，搅拌分散5min左右，使得触变剂在固化剂中分散均匀。取出，再往体系中加入9g的钛白粉，继续搅拌10min，使粉料分散均匀后取出，即可得到固化剂B组分；
S4：得到水性环氧美缝剂树脂，将水性环氧美缝剂树脂的A、B组分，A、B组各取50克，装入到双组分胶管中，即可得到最后的双组分环氧美缝剂产品。
实施例二
本发明提供一种技术方案：一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，该美缝剂的组分以及各组分的质量百分比：环氧树脂42％、水性化改性环氧树脂6％、触变剂2％、固化剂40％、固化促进剂0.4％、颜料9％；无机抗菌剂0.6％；
水性化改性环氧树脂包括以下组份以及各组分的质量百分比：含聚醚链段的物质69％、环氧树脂30％、催化剂0.6％、消泡剂0.4％；
一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：环氧树脂的水性化改性，在四口烧瓶中分别加入60g
M-2070聚醚胺，30g的3,4-环氧环己基甲酸-3,4-环氧环己基甲酯，加入0.6g三苯基膦作为催化剂和0.3g聚醚链段改性接枝的硅醚共聚物作为消泡剂，然后升温至100℃，保温反应2-5h；通过光谱分析仪监测反应体系中的环氧当量值，直到体系中的环氧当量值不再变化时，降温停止反应。降温至45℃时，出料，即可得到水性化改性的环氧树脂；
S2：制作水性环氧树脂美缝剂A组分，取42g的己二酸双3,4-环氧环己基甲酯，加入6g步骤S1中合成的水性化改性环氧树脂，在2000rpm高速搅拌分散20min；取出，往体系中加入膨润土2g，800rpm转速条件下，继续搅拌10分钟，即可得到A组分；
S3：制作水性环氧树脂美缝剂B组分，取40g的1,3-二-氨基丙基-5,5-二甲基海因，加入0.4g的水杨酸作为固化促进剂，3g膨润土作为触变剂，0.6g纳米Ag作为无机抗菌剂，800rpm转速条件下，搅拌分散5min左右，使得触变剂在固化剂中分散均匀。取出，再往体系中加入9g的太空灰，继续搅拌10min，使粉料分散均匀后取出，即可得到固化剂B组分；
S4：得到水性环氧美缝剂树脂，将水性环氧美缝剂树脂的A、B组分，A、B组各取50克，装入到双组分胶管中，即可得到最后的双组分环氧美缝剂产品。
实施例三
本发明提供一种技术方案：一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，该美缝剂的组分以及各组分的质量百分比：环氧树脂42％、水性化改性环氧树脂6％、触变剂2％、固化剂40％、固化促进剂0.4％、颜料9％；无机抗菌剂0.4％；
水性化改性环氧树脂包括以下组份以及各组分的质量百分比：含聚醚链段的物质69％、环氧树脂30％、催化剂0.6％、消泡剂0.4％；
一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：环氧树脂的水性化改性，在四口烧瓶中分别加入60g
M-1000聚醚胺，30g的氢化环氧树脂，加入0.6g三氟化硼络合物作为催化剂和0.3g聚醚链段改性接枝的硅醚共聚物作为消泡剂，然后升温至100℃，保温反应2-5h；通过光谱分析仪监测反应体系中的环氧当量值，直到体系中的环氧当量值不再变化时，降温停止反应。降温至45℃时，出料，即可得到水性化改性的环氧树脂；
S2：制作水性环氧树脂美缝剂A组分，取42g的环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯，加入6g步骤S1中合成的水性化改性环氧树脂，在2000rpm高速搅拌分散20min；取出，往体系中加入气相二氧化硅2g，800rpm转速条件下，继续搅拌10分钟，即可得到A组分；
S3：制作水性环氧树脂美缝剂B组分，取40g的1,3-环己二甲胺与聚醚胺D220的混合物，加入0.4g的水杨酸作为固化促进剂，3g气相二氧化硅作为触变剂，0.4g纳米Ag作为无机抗菌剂，800rpm转速条件下，搅拌分散5min左右，使得触变剂在固化剂中分散均匀。取出，再往体系中加入9g的镏金粉，继续搅拌10min，使粉料分散均匀后取出，即可得到固化剂B组分；
S4：得到水性环氧美缝剂树脂，将水性环氧美缝剂树脂的A、B组分，A、B组各取50克，装入到双组分胶管中，即可得到最后的双组分环氧美缝剂产品。
通过对上述四组实施例进行对比实验，每组实施例均能提高提高了环氧美缝剂的耐候性，且具有环保性，其中实施例三的方案耐候性效果最佳。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，其特征在于，所述美缝剂的组分以及各组分的质量百分比：环氧树脂42％、水性化改性环氧树脂4-6％、触变剂2-4％、固化剂33-40％、固化促进剂0.2-0.4％、颜料7-10％；无机抗菌剂0.2-0.6％；
所述水性化改性环氧树脂包括以下组份以及各组分的质量百分比：含聚醚链段的物质60-70％、环氧树脂30％、催化剂0.6-0.9％、消泡剂0.3-0.5％。
2.根据权利要求1所述的具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，其特征在于：所述含聚醚链段的物质为聚乙二醇、亨斯迈聚醚胺
M-600、
M-1000、
M-2070中的一种或者两种混合物，所述环氧树脂为3,4-环氧环己基甲酸-3,4-环氧环己基甲酯、己二酸双3,4-环氧环己基甲酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环己烷-1,2-二羧酸二缩水甘油酯中的一种或者两种混合物。
3.根据权利要求1所述的具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，其特征在于：所述催化剂为三氟化硼络合物、叔辛胺、三苯基膦中的一种，所述触变剂为气相二氧化硅、膨润土中的一种。
4.根据权利要求1所述的具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，其特征在于：所述固化促进剂为水杨酸，所述颜料为钛白粉、贵族银、镏金粉中的一种。
5.根据权利要求1所述的具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，其特征在于：所述固化剂为1,3-环己二甲胺、4,4-二氨基二环己基甲烷、1,3-二-氨基丙基-5,5-二甲基海因、N-氨乙基哌嗪、聚醚胺D-220、聚醚胺D-400、聚醚胺D-205中一种或者两种混合物。
6.根据权利要求1所述的具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂，其特征在于：所述消泡剂为聚醚链段改性接枝的硅醚共聚物，所述防霉剂所述无机抗菌剂为纳米Ag、纳米ZnO、纳米TiO2、沸石载Zn或沸石载Ag中的一种。
7.一种权利要求1所述的具有高耐候性的环保型水性环氧树脂美缝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：环氧树脂的水性化改性，在四口烧瓶中分别加入60-70g含聚醚链段的物质和30g环氧树脂，加入0.6-0.9g催化剂和0.3-0.5g消泡剂，升温至100-130℃时，保温反应2-5h；通过光谱分析仪监测反应体系中的环氧当量值，直到体系中的环氧当量值不再变化时，降温停止反应，降温至40-50℃时，出料，即可得到水性化改性的环氧树脂；
S2：制作水性环氧树脂美缝剂A组分，取42g的环氧树脂，加入6g步骤S1中合成的水性化改性环氧树脂，在2000rpm高速搅拌分散20-30min；取出，往体系中加入触变剂2g，800-1000rpm转速条件下，继续搅拌10分钟，即可得到A组分；
S3：制作水性环氧树脂美缝剂B组分，取40g的固化剂，加入0.2-0.4g固化促进剂，2-4g触变剂，0.2-0.5g无机抗菌剂，800rpm转速条件下，搅拌分散5min，使得触变剂在固化剂中分散均匀；取出，再往体系中加入7-10g的颜料，继续搅拌10min，使粉料分散均匀后取出，即可得到固化剂B组分；
S4：得到水性环氧美缝剂树脂，将水性环氧美缝剂树脂的A、B组分，按照质量比为1：1比例，装入到双组分胶管中，即可得到最后的双组分环氧美缝剂产品。
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| CN109777179A (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种水性环氧树脂美缝剂及其制备方法和应用 |
| CN113185939A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-07-30 | 梅州市金诚防水材料有限公司 | 一种水性美缝剂及其制备方法 |
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2021
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