專利名稱：環(huán)氧樹脂水分散體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明環(huán)氧樹脂水分散體及其制備方法屬于化工涂料領(lǐng)域，涉及到一種可直 接用水稀釋即可使用的高穩(wěn)定性環(huán)氧樹脂水分散體及其制備方法，這種水分散體 可應(yīng)用于制造工業(yè)防腐用涂料、地坪涂料、建筑用內(nèi)外墻涂料等。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂涂料具有附著力高、耐化學(xué)藥品性能優(yōu)異、硬度高、耐磨性好、耐 溶劑性能優(yōu)、耐堿性和耐鹽霧性好等特點(diǎn)，在工業(yè)上已得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng) 的溶劑型環(huán)氧樹脂涂料對(duì)環(huán)境和人體造成很大的危害。隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的日 益提高，環(huán)氧樹脂涂料水性化已成為必然趨勢。
過去環(huán)氧樹脂水性化常用直接乳化法，又稱機(jī)械法，它是預(yù)先將固體環(huán)氧樹 脂磨碎成微米級(jí)的環(huán)氧樹脂粉末，然后在加熱的條件下加入乳化劑水溶液，再通 過機(jī)械攪拌將粒子分散于水中。直接乳化法盡管工藝簡單，所需乳劑用量較少， 但乳液微粒較大，通常為40um，形狀不規(guī)則，乳液穩(wěn)定性差；因此近年來多采 用化學(xué)法又稱自乳化法來實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂的水性化，即將極性基團(tuán)引入環(huán)氧樹脂分 子骨架上，通過對(duì)環(huán)氧樹脂分子進(jìn)行改性使其具有親水性，本身具有自乳化親水 能力，乳化劑的疏水部分增加了和環(huán)氧樹脂相容形成一體，目前制備環(huán)氧樹脂水 分散體的方法主要有4種:1.通過和聚乙二醇；2.通過和聚乙二醇縮水甘油醚的 反應(yīng)；3.通過聚氧烯多胺或單胺反應(yīng)；4.通過和端羧基聚乙二醇的反應(yīng)等。即通
過環(huán)氧基團(tuán)和羥基的醚化反應(yīng)、環(huán)氧基團(tuán)和羧基的酯化反應(yīng)、環(huán)氧和胺的加成反 應(yīng)，胺和羧酸的酰胺化反應(yīng)及異氰酸脂和羥基的氨酯化反應(yīng)等方式來達(dá)到親水性 的目的。
如美國專利US5236974通過使用聚亞乙氧基醇二縮水甘油醚，雙酚A和雙酚 A型環(huán)氧樹脂反應(yīng)制成了一種自乳化環(huán)氧樹脂水分散體，粒徑為3^m,固含量 50~60 wt.%，粘度為1.0 10Pa's。美國專利US4608406通過使用雙酚A型環(huán)氧樹 脂，雙酚A，聚氧乙烯醇二縮水甘油醚和垸基化酚醛樹脂反應(yīng)，在外加少量活性稀釋劑制成了一種自乳化環(huán)氧樹脂水分散體，粒徑為2 3nm,固含量50%~60 %，粘度為10Pa's。還有美國專利US4399242通過使用低相對(duì)分子質(zhì)量的液體 環(huán)氧樹脂和雙酚A反應(yīng)得到一種高相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂，再加入二甲苯二 異氰酸酯TDI和環(huán)氧樹脂的一OH反應(yīng)，在和聚亞乙氧基醇二縮水甘油醚、雙酚 A—起反應(yīng)，最后再借助于助溶劑和活性稀釋劑反應(yīng)合成一種自分散環(huán)氧樹脂水 分散體，粒徑為0.85pm，固含量50%~60%，粘度為6400mPa's。但是這些分散 體一般或者粒徑都較大，或者樹脂粘度較高，樹脂分散體穩(wěn)定性較差。粒子大小 及其分布對(duì)分散體系的性質(zhì)及涂層的性質(zhì)是非常關(guān)鍵的。若分散體粒徑太大，則 固化劑需要滲透更長的路徑來固化樹脂，隨著固化的進(jìn)行，固化劑分子移動(dòng)變得 越來越困難，導(dǎo)致顆粒中央不能被固化，形成一個(gè)所謂的核-殼結(jié)構(gòu)形貌，未固 化的區(qū)域，硬度很低，導(dǎo)致整個(gè)涂膜硬度較小。若分散體顆粒小，固化劑能夠很 好地滲透到顆粒中央，涂膜固化得以完全，所以涂膜硬度較高相反粒子越大，涂 膜硬度越低。顆粒大小同時(shí)還會(huì)影響涂膜的其它性能如光澤度、隨著粒徑的減小， 涂膜的光澤，耐水性，硬度，與顏料的結(jié)合力，及穩(wěn)定性得到提高。耐化學(xué)品能 力等。而粒子大小及分布主要取決于制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種具有高的穩(wěn)定 性，可直接和水性固化劑配合，攪拌均勻即可，無需高速分散，涂膜具有干燥迅 速，涂膜防腐蝕性能好的高穩(wěn)定性的較小粒徑的環(huán)氧樹脂水分散體及其制備方 法。
一種環(huán)氧樹脂水分散體，包含有環(huán)氧樹脂、雙酚A或雙酚F、催化劑、雙端 羧基聚乙二醇、反應(yīng)型乳化劑、助溶劑和去離子水，其特征是各組分含量的重量 百分比如下
環(huán)氧樹脂 20-45wt.%，
雙酚A或雙酚F 2~15wt.%， 催化劑三苯基磷 0.01~0.2wt.%， 雙端羧基聚乙二醇 0.1~2wt.%， 反應(yīng)型乳化劑 5~20wt.%， 助溶劑 3~20wt.%，
7去離子水 25 55wt.%，
所述的環(huán)氧樹脂采用軟化點(diǎn)小于5(TC低分子量環(huán)氧樹脂，如美國Shell公司 生產(chǎn)的Epon828，岳陽石化生產(chǎn)的E-44、 E-51等，環(huán)氧值為0.48 0.54，最佳用 量為25 35wt.wt.°/o;
所述的反應(yīng)型乳化劑是采用聚乙二醇和環(huán)氧樹脂，在催化劑路易斯酸的作用 下制成，所述聚乙二醇、環(huán)氧樹脂、催化劑路易斯酸各組分含量的重量百分比如 下聚乙二醇86~94wt.% ，環(huán)氧樹脂5.5~13.5wt.%，催化劑路易斯酸0.1 lwt.%， 所述聚乙二醇采用分子量1000~6000的聚乙二醇，所述環(huán)氧樹脂采用軟化點(diǎn)小于 5(TC低分子量環(huán)氧樹脂，所述的催化劑路易斯酸是三苯基膦、三氟化硼絡(luò)合物、 三氟化硼乙醚絡(luò)合物、四氟化硼酸溶液和四氯化錫中的一種或是一種以上的混合 物，最佳用量為8~13wt.wt.%，
所述的助溶劑采用醚醇，如丙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、乙二醇單丁醚、丙 二醇乙醚中的一種或一種以上的混合物，最佳用量為5~llwt.wt.%;
所述的雙酚A或雙酚F最佳用量為5~10wt.wt.%，
所述的催化劑三苯基磷最佳用量為0.05~0.1wt.wt.%，
所述的雙端羧基聚乙二醇最佳用量為0.1~1.0wt,wt.%，
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂水分散體制備方法是首先合成反應(yīng)型乳化劑，然后以三苯 基磷做催化劑，用雙酚A或雙酚F將環(huán)氧樹脂進(jìn)行反應(yīng)擴(kuò)鏈；當(dāng)環(huán)氧樹脂當(dāng)量 達(dá)510 — 530以后，先接枝少量雙端羧基聚乙二醇，再和反應(yīng)型乳化劑發(fā)生反應(yīng)； 接著加入助溶劑進(jìn)行稀釋，最后加水分散而制成。
(1) 反應(yīng)型乳化劑的合成先將聚乙二醇和環(huán)氧樹脂以配方量加入到四口 瓶中，調(diào)節(jié)溫度到80-10(TC,通入約10-30min氮?dú)庾霰Ｗo(hù)，當(dāng)體系溫度升高到 9(TC后加入配方量催化劑路易斯酸，此后在0.5 1.5h內(nèi)升高體系的溫度到120°C， 再使體系反應(yīng)維持3.5 4.5h，反應(yīng)體系的顏色由白色逐漸變成淡黃色；所述聚乙 二醇、環(huán)氧樹脂、催化劑路易斯酸各組分含量的重量百分比如下聚乙二醇 86~94wt.% ，環(huán)氧樹脂5.5 13.5wt.。/。，催化劑路易斯酸0.1~lwt.%;
(2) 環(huán)氧樹脂的擴(kuò)鏈在另一個(gè)四口瓶中加入配方量的環(huán)氧樹脂、擴(kuò)鏈劑 雙酚A或雙酚F、催化劑三苯基磷，升高反應(yīng)溫度至150-170°C,維持體系反應(yīng) 0.5~lh;(3) 擴(kuò)鏈后環(huán)氧樹脂的乳化當(dāng)上述反應(yīng)(2)的環(huán)氧當(dāng)量達(dá)到510 530后， 先加入配方量雙端羧基聚乙二醇，維持反應(yīng)進(jìn)行10-30min，然后再加入配方量 反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑，再維持反應(yīng)10-30min;
(4) 分散體的制備接著加入配方量的助溶劑，直到體系反應(yīng)溫度降至6 0°C;然后提高攪拌速度為3000r/min,以5min/ml的速度滴加配方量的去離子 水，滴加完后保持10-30min后，接著將上述環(huán)氧水分散體取下，在分散機(jī)上以 3000r/min的速度分散約20-40 min，
上述組分含量的重量百分比如下: 環(huán)氧樹脂 雙酚A或雙酚F 催化劑三苯基磷 雙端羧基聚乙二醇 反應(yīng)型乳化劑 助溶劑 去離子水
20-45wt%， 2~15wt.%， 0.01 0.2wt.%, 0.1~2wt%， 5 20wt.%， 3~20wt.%， 25~55wt.%。
所述聚乙二醇采用分子量4000的聚乙二醇，最佳用量為88~92wt.wt.%， 所述環(huán)氧樹脂采用軟化點(diǎn)為12 20°C，環(huán)氧值為0.41 0.47的E44環(huán)氧樹
脂，最佳用量為6~10wt.wt.%，
所述的催化劑路易斯酸是三氟化硼乙醚絡(luò)合物，最佳用量為0.5~0.8wt.wt.%。 本發(fā)明所得分散體該環(huán)氧樹脂水分散體具有高的穩(wěn)定性，可直接和水性固化
劑配合，攪拌均勻即可。
本發(fā)明制得的環(huán)氧樹脂水分散體的固體份為50~55wt.%，粘度
4000 5000mpas，粒徑為0.50~0.80 pm。與現(xiàn)有技術(shù)中同類分散體相比，具有以
下優(yōu)點(diǎn)
① 本發(fā)明制得的環(huán)氧樹脂水分散體平均粒徑小，平均粒徑為500 700nm，有利 于儲(chǔ)存的穩(wěn)定性。
② 本發(fā)明制得的環(huán)氧樹脂水分散體黏度較小，為2000 3000mPa.s，有利于涂料 配制過程中和水性固化劑的混合及后續(xù)施工。
③ 本發(fā)明制得的環(huán)氧樹脂水分散體固含量較高，固含量達(dá)50% 55%。④本發(fā)明環(huán)氧樹脂水分散體呈白色牛奶狀，具有良好的存儲(chǔ)穩(wěn)定性，離心加速實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明5000rpm的離心分離試驗(yàn)半個(gè)小時(shí)無法使之分層，5(TC條件下儲(chǔ)存30天以上無任何分層、沉降變化，粒徑?jīng)]有任何變化，黏度也沒有明顯的增加。 本發(fā)明制得的環(huán)氧樹脂水分散體溶劑含量低，總揮發(fā)性有機(jī)化合物含量《100g/L。
◎本發(fā)明制得的環(huán)氧樹脂水分散體和水性固化劑交聯(lián)具有良好的相容性，活化期較長。
⑦本發(fā)明制得的環(huán)氧樹脂水分散體通過和水性固化劑發(fā)生固化反應(yīng)可配制成雙組份水性環(huán)氧樹脂涂料，施工方便，可直接和水性固化劑混合使用，無需高速分散；制備的涂膜具有較短的干燥時(shí)間，小于2小時(shí)；涂膜具有較高的光澤度，60°光澤大于90%。涂膜還具有較高的硬度，良好的耐沖擊性能和柔韌性能。這種環(huán)氧樹脂水分散體可應(yīng)用于制造工業(yè)防腐用涂料、地坪涂料、建筑用內(nèi)外墻涂料等。
附圖1是本發(fā)明實(shí)施例1環(huán)氧水分散體的粒徑表征。
具體實(shí)施例方式
. 本發(fā)明的具體制備工藝分為四個(gè)過程
(1) 反應(yīng)型乳化劑的合成先將聚乙二醇和環(huán)氧樹脂以配方量加入到500ml四口瓶中，調(diào)節(jié)溫度到90'C，通入約20min氮?dú)庾霰Ｗo(hù)，當(dāng)體系溫度升高到90'C后加入配方量催化劑路易斯酸，此后在lh內(nèi)升高體系的溫度到120°C，再使體系反應(yīng)維持4h，反應(yīng)體系的顏色由白色逐漸變成淡黃色；所述聚乙二醇、環(huán)氧樹脂、催化劑路易斯酸各組分含量的重量百分比如下聚乙二醇86 94wt.。/。，環(huán)氧樹脂5.5~13.5wt.%，催化劑路易斯酸0.1~lwt.%;
(2) 環(huán)氧樹脂的擴(kuò)鏈在另一個(gè)500ml四口瓶中加入配方量的環(huán)氧樹脂、擴(kuò)鏈劑雙酚A或雙酚F、催化劑三苯基磷，升高反應(yīng)溫度至160°C，維持體系反應(yīng)0.5h;
(3) 擴(kuò)鏈后環(huán)氧樹脂的乳化當(dāng)上述反應(yīng)(2)的環(huán)氧當(dāng)量達(dá)到510~530后，先加入配方量雙端羧基聚乙二醇，維持反應(yīng)進(jìn)行20min，然后再加入配方量反應(yīng)型乳化劑，再維持反應(yīng)20min;


10(4)分散體的制備接著加入配方量的助溶劑，直到體系反應(yīng)溫度降至6 0°C;然后提高攪拌速度為3000r/min，以5min/ml的速度滴加配方量的去離子 水，滴加完后保持20 min后，接著將上述環(huán)氧水分散體取下，在分散機(jī)上以 3000r/min的速度分散約30min即可。 具體實(shí)施配方 實(shí)施例1
按100質(zhì)量份，先將92.25質(zhì)量份聚乙二醇4000和7份質(zhì)量份環(huán)氧樹脂E-44 加入到250ml四口瓶中，調(diào)節(jié)溫度到90。C，通入氮?dú)庾霰Ｗo(hù)20min。當(dāng)體系溫 度升高到％°C后加入緩慢滴加入三苯基膦0.75質(zhì)量份，此后在lh內(nèi)升高體系 的溫度到12(TC ，再使體系反應(yīng)維持4h，反應(yīng)體系的顏色由白色逐漸變成淡黃色， 即為反應(yīng)型乳化劑，備用。
按100質(zhì)量份，另在500ml四口瓶中加入環(huán)氧樹脂Epon828 33.7質(zhì)量份，雙 酚A 7.3質(zhì)量份,催化劑三苯基磷0.09質(zhì)量份，升高反應(yīng)溫度至16CTC ，反應(yīng)0.5h， 當(dāng)環(huán)氧當(dāng)量值510停止反應(yīng)；接著加入分子量1700的雙端羧基聚乙二醇0.45質(zhì) 量份，維持反應(yīng)進(jìn)行20min，接著再加入實(shí)例1合成反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑12.35質(zhì) 量份，再反應(yīng)20min;加入助溶劑乙二醇單丁醚15.1質(zhì)量份，直到體系反應(yīng)溫度 降至60°C;接著提高攪拌速度為3000r/min，以5min/ml的速度滴加去離子水 31.01質(zhì)量份，以3000r/min的速度繼續(xù)分散約30min即可。實(shí)施例1所得環(huán)氧 水分散體的指標(biāo)及和固化劑固化后涂膜的性能如表1。
表h實(shí)施例1所得環(huán)氧水分散體的指標(biāo)及和固化劑固化后涂膜的性能
項(xiàng)目檢測結(jié)果執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
粒徑/ um0.58GB1724—79
穩(wěn)定性/ 3000r/min0.5h不分層GB1728—76
固含量/ wt.%50-55GB1725—79
粘度/ mPa's4620GB1732—92
干燥時(shí)間/h《2GB1728—79
沖擊強(qiáng)度/ kg.cm>50GB1732—93
附著力/級(jí)1GB1720—79
柔韌性/ mm1GB1731—79
鉛筆硬度/H3HGB6739—86實(shí)施例2
按100質(zhì)量份，在500ml四口瓶中加入環(huán)氧樹脂Epon828 33.9質(zhì)量份，雙酚 A7.35質(zhì)量份，催化劑三苯基磷0.09質(zhì)量份，升高反應(yīng)溫度至160°C，反應(yīng)0.5h， 當(dāng)環(huán)氧當(dāng)量值510 530停止反應(yīng)；接著加入分子量1700的雙端羧基聚乙二醇0.90 質(zhì)量份，維持反應(yīng)進(jìn)行20min，接著再加入實(shí)例1合成反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑12.5 質(zhì)量份，再反應(yīng)20min;加入助溶劑丙二醇單丁醚13.57質(zhì)量份，直到體系反應(yīng) 溫度降至60°C;接著提高攪拌速度為3000r/min,以5min/ml的速度滴加去離子 水31.69質(zhì)量份，以3000r/min的速度繼續(xù)分散約30min即可。實(shí)施例2所得環(huán) 氧水分散體的指標(biāo)及和固化劑固化后涂膜的性能如表2。
表2:實(shí)施例1所得環(huán)氧水分散體的指標(biāo)及和固化劑固化后涂膜的性能
項(xiàng)目檢測結(jié)果執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
粒徑/ um0.64GB1724—79
穩(wěn)定性/ 3000r/min0.5h不分層GB1728—76
固含量/ wt.%52.6%GB1725—79
粘度/ mPa.s4810GB 1732—92
干燥時(shí)間/h《2GB 1728—79
沖擊強(qiáng)度/ kg.cm>50GB1732—93
附著力/級(jí)1GB 1720—79
柔韌性/ mm1GB 1731—79
鉛筆硬度/H3HGB6739—86
實(shí)施例3
按100質(zhì)量份，在500ml四口瓶中加入環(huán)氧樹脂Epon828 37.69質(zhì)量份，雙 酚A6.46質(zhì)量份，催化劑三苯基磷0.08質(zhì)量份，升高反應(yīng)溫度至160°C，反應(yīng) 0.5h，當(dāng)環(huán)氧當(dāng)量值530停止反應(yīng)；接著加入分子量1700的雙端羧基聚乙二醇 0.54質(zhì)量份，維持反應(yīng)進(jìn)行20min，接著再加入實(shí)例1合成反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑 11.85質(zhì)量份，再反應(yīng)20min;加入助溶劑丙二醇單丁醚12.96質(zhì)量份，直到體系 反應(yīng)溫度降至60'C;接著提高攪拌速度為3000r/min,以5min/ml的速度滴加去 離子水30,42質(zhì)量份，以3000r/min的速度繼續(xù)分散約30min即可。實(shí)施例3所得環(huán)氧水分散體的指標(biāo)及和固化劑固化后涂膜的性能如表3。表3:實(shí)施例1所得環(huán)氧水分散體的指標(biāo)及和固化劑固化后涂膜的性能項(xiàng)目檢測結(jié)果執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
粒徑/ um0.71GB1724—79
穩(wěn)定性/ 3000r/min0.5h不分層GB1728—76
固含量/ wt.%52.6%GB1725—79
粘度/ mPa-s5260GB1732—92
干燥時(shí)間/h《2GB1728—79
沖擊強(qiáng)度/ kg.cm>50GB1732—93
附著力/級(jí)1GB1720—79
柔韌性/ mm1GB1731—79
鉛筆硬度/H2HGB6739—86
1權(quán)利要求
1、一種環(huán)氧樹脂水分散體，包含有環(huán)氧樹脂、雙酚A或雙酚F、催化劑、雙端羧基聚乙二醇、反應(yīng)型乳化劑、助溶劑和去離子水，其特征是各組分含量的重量百分比如下環(huán)氧樹脂 20～45wt.％，雙酚A或雙酚F 2～15wt.％，催化劑三苯基磷0.01～0.2wt.％，雙端羧基聚乙二醇 0.1～2wt.％，反應(yīng)型乳化劑 5～20wt.％，助溶劑3～20wt.％，去離子水 25～55wt.％，所述的反應(yīng)型乳化劑是采用聚乙二醇和環(huán)氧樹脂，在催化劑路易斯酸的作用下制成，所述聚乙二醇、環(huán)氧樹脂、催化劑路易斯酸各組分含量的重量百分比如下聚乙二醇86～94wt.％，環(huán)氧樹脂5.5～13.5wt.％，催化劑路易斯酸0.1～1wt.％，所述聚乙二醇采用分子量1000～6000的聚二醇，所述的催化劑路易斯酸是三苯基膦、三氟化硼、BF3絡(luò)合物、三氟化硼乙醚絡(luò)合物、四氟化硼酸溶液和SnCl4中的一種或是一種以上的混合物；所述的助溶劑采用丙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、乙二醇單丁醚、丙二醇乙醚中的一種或一種以上的混合物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂水分散體，其特征是 所述的環(huán)氧樹脂采用軟化點(diǎn)小于5(TC低分子量環(huán)氧樹脂；最佳用量為25~35wt.wt.%，所述的雙酚A或雙酚F最佳用量為5~10wt.wt.%， 所述的催化劑三苯基磷最佳用量為0.05~0.1wt.wt.%， 所述的雙端羧基聚乙二醇最佳用量為0.1-1.0wt.wt.%， 所述的反應(yīng)型乳化劑，最佳用量為8~13wt.wt.%，所述的助溶劑，最佳用量為5 llwt.Wt，/()。
3、 一種環(huán)氧樹脂水分散體制備方法，其特征是首先合成反應(yīng)型乳化劑，然 后以三苯基磷做催化劑，用雙酚A或雙酚F將環(huán)氧樹脂進(jìn)行反應(yīng)擴(kuò)鏈；當(dāng)環(huán)氧 樹脂當(dāng)量達(dá)510 530以后，先接枝少量雙端羧基聚乙二醇，再和反應(yīng)型乳化劑發(fā) 生反應(yīng)；接著加入助溶劑進(jìn)行稀釋，最后加水分散而制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)氧樹脂水分散體制備方法，其特征是 反應(yīng)型乳化劑是采用聚乙二醇和環(huán)氧樹脂，在催化劑路易斯酸的作用下制成，在反應(yīng)型乳化劑的合成配方中，所述聚乙二醇、環(huán)氧樹脂、催化劑路易斯酸 各組分含量的重量百分比如下聚乙二醇86 94wt.% ，環(huán)氧樹脂5.5~13.5wt.%， 催化劑路易斯酸0.1 lwt.。/。，所述聚乙二醇采用分子量1000~6000的聚乙二醇，所述環(huán)氧樹脂采用軟化點(diǎn)小于50'C低分子量環(huán)氧樹脂，所述的催化劑路易斯酸是三苯基膦、三氟化硼絡(luò)合物、三氟化硼乙醚絡(luò)合物、 四氟化硼酸溶液和四氯化錫中的一種或是一種以上的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)氧樹脂水分散體制備方法，其特征是(1) 反應(yīng)型乳化劑的合成先將聚乙二醇和環(huán)氧樹脂以配方量加入到四口 瓶中，調(diào)節(jié)溫度到80-10(TC，通入氮?dú)庾霰Ｗo(hù)，當(dāng)體系溫度升高到9(TC后加入 配方量催化劑路易斯酸，在0.5 1.5h內(nèi)升高體系的溫度到120'C，再使體系反應(yīng) 維持3.5 4.5h，反應(yīng)體系的顏色由白色逐漸變成淡黃色；所述聚乙二醇、環(huán)氧樹 脂、催化劑路易斯酸各組分含量的重量百分比如下聚乙二醇86~94wt.% ，環(huán) 氧樹脂5.5~13.5wt.%，催化劑路易斯酸0.1~lwt.%;(2) 環(huán)氧樹脂的擴(kuò)鏈在另一個(gè)四口瓶中加入配方量的環(huán)氧樹脂、擴(kuò)鏈劑 雙酚A或雙酚F、催化劑三苯基磷，升高反應(yīng)溫度至150-170°C，維持體系反應(yīng) 0.5~lh:(3) 擴(kuò)鏈后環(huán)氧樹脂的乳化當(dāng)上述反應(yīng)(2)的環(huán)氧當(dāng)量達(dá)到510~530后， 先加入配方量雙端羧基聚乙二醇，維持反應(yīng)進(jìn)行10-30min，然后再加入配方量 反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑，再維持反應(yīng)10-30min;(4) 分散體的制備接著加入配方量的助溶劑，直到體系反應(yīng)溫度降至6 O'C;然后提高攪拌速度為3000r/min,以5min/ml的速度滴加配方量的去離子 水，滴加完后保持10-30 min后，接著將上述環(huán)氧水分散體取下，在分散機(jī)上以3000r/min的速度分散約20-40 min，i:述組分含量的重量百分比如下:環(huán)氧樹脂20~45wt.%，雙酚A或雙酚F2~15wt.%，催化劑三苯基磷0.01~0.2wt.%，雙端羧基聚乙二醇0.1~2wt.%,反應(yīng)型乳化劑5~20wt.%，助溶劑3~20wt%，去離子水25~55wt.%。所述聚乙二醇采用分子量4000的聚乙二醇，最佳用量為88~92wt.wt.°/o， 所述環(huán)氧樹脂采用軟化點(diǎn)為12 20°C，環(huán)氧值為0.41 0.47的E44環(huán)氧樹 脂，最佳用量為6~10wt.wt.%，所述的催化劑路易斯酸是三氟化硼乙醚絡(luò)合物，最佳用量為0.5 0.8wtwtyo。
6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)氧樹脂水分散體制備方法，其特征是(1) 反應(yīng)型乳化劑的合成先將聚乙二醇和環(huán)氧樹脂以配方量加入到500ml 四口瓶中，調(diào)節(jié)溫度到卯'C，通入約20min氮?dú)庾霰Ｗo(hù)，當(dāng)體系溫度升高到90 'C后加入配方量催化劑路易斯酸，此后在lh內(nèi)升高體系的溫度到120'C，再使 體系反應(yīng)維持4h，反應(yīng)體系的顏色由白色逐漸變成淡黃色；所述聚乙二醇、環(huán) 氧樹脂、催化劑路易斯酸各組分含量的重量百分比如下聚乙二醇86 94wt.。/0 ， 環(huán)氧樹脂5.5~13.5wt.%，催化劑路易斯酸0.1~lwt.%;(2) 環(huán)氧樹脂的擴(kuò)鏈在另一個(gè)500ml四口瓶中加入配方量的環(huán)氧樹脂、 擴(kuò)鏈劑雙酚A或雙酚F、催化劑三苯基磷，升高反應(yīng)溫度至160'C，維持體系反 應(yīng)0.5h;(3) 擴(kuò)鏈后環(huán)氧樹脂的乳化當(dāng)上述反應(yīng)(2)的環(huán)氧當(dāng)量達(dá)到510 530后， 先加入配方量雙端羧基聚乙二醇，維持反應(yīng)進(jìn)行20min，然后再加入配方量反應(yīng) 型環(huán)氧乳化劑，再維持反應(yīng)20min;(4) 分散體的制備接著加入配方量的助溶劑，直到體系反應(yīng)溫度降至6 0'C;然后提高攪拌速度為3000r/min,以5min/ml的速度滴加配方量的去離子 水，滴加完后保持20 min后，接著將上述環(huán)氧水分散體取下，在分散機(jī)上以3000r/min的速度分散約30min，上述組分含量的重量百分比如下環(huán)氧樹脂20~45wt.%，雙酚A或雙酚F2 15wt.%，催化劑三苯基磷0.01~0.2wt.%，雙端羧基聚乙二醇0.1 2wt.%'反應(yīng)型乳化劑5~20wt.%，助溶劑3~20wt.%，去離子水25 55wt.%。
7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)氧樹脂水分散體制備方法，其特征是所述聚 乙二醇采用分子量4000的聚乙二醇，最佳用量為88 92wt.wt.%，所述環(huán)氧樹脂采用軟化點(diǎn)為12 20°C，環(huán)氧值為0.41 0.47的E44環(huán)氧樹 脂，最佳用量為6~10wt.wt.%，所述的催化劑路易斯酸是三氟化硼乙醚絡(luò)合物，最佳用量為0.5 0.8wtwt.。/0。
全文摘要
本發(fā)明環(huán)氧樹脂水分散體及其制備方法屬于化工涂料領(lǐng)域，包含有環(huán)氧樹脂、雙酚A或雙酚F、催化劑、雙端羧基聚乙二醇、反應(yīng)型乳化劑、助溶劑和去離子水。環(huán)氧樹脂20～45wt.％，雙酚A或雙酚F 2～15wt.％，催化劑0.01～0.2wt.％，雙端羧基聚乙二醇0.1～2wt.％，反應(yīng)型環(huán)氧乳化劑5～20wt.％，助溶劑3～20wt.％，去離子水25～55wt.％，首先合成反應(yīng)型乳化劑，然后環(huán)氧樹脂和雙酚A或雙酚F在催化劑三苯基磷作用下進(jìn)行反應(yīng)擴(kuò)鏈，達(dá)到一定環(huán)氧當(dāng)量值后再加入雙端羧基聚乙二醇反應(yīng)，再加入合成的反應(yīng)型乳化劑反應(yīng)，最后加水和助溶劑經(jīng)高速分散而制成。本發(fā)明環(huán)氧樹脂水分散體呈白色牛奶狀，具有良好的存儲(chǔ)穩(wěn)定性，可直接和水性固化劑混合使用，無需高速分散?？蓱?yīng)用于制造工業(yè)防腐用涂料、地坪涂料、建筑用內(nèi)外墻涂料等。
文檔編號(hào)C08L63/00GK101481491SQ20091003701
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者剛 劉, 劉婭莉, 周子鵠, 孫再武, 張強(qiáng)國 申請人:廣州秀珀化工股份有限公司;湖南大學(xué)