專利名稱：一種不含稀釋劑的自乳化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高性能的高分子水乳液及其制備方法，特別是一種不含稀釋劑的 自乳化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液及其制備方法，該乳液可用作水性涂料，以及澆鑄成型材料、層壓 材料和半導(dǎo)體密封導(dǎo)電膠等復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的基材附著力，優(yōu)良的物理力學(xué)性能、機(jī)械性能、電絕緣性能、 耐化學(xué)藥品性能和粘接性能，廣泛用作涂料、修補(bǔ)砂漿、電子材料澆鑄、模壓材料、層壓材 料、復(fù)合材料基體、膠黏劑等各個(gè)方面，用途非常廣泛。但是，由于常用的環(huán)氧樹(shù)脂難溶于 水，而且往往粘度較大，需要加入醇類、酮類及芳烴類等有機(jī)溶劑進(jìn)行溶解，或者加入烷基 或芳基縮水甘油醚類活性稀釋劑進(jìn)行稀釋，降低粘度后才能進(jìn)行使用。但這兩種方法都存 在缺陷，有機(jī)溶劑大多具可揮發(fā)性，這些可揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)給環(huán)境造成嚴(yán)重污染 并危害人體健康。而活性稀釋劑雖然能參與固化反應(yīng)，環(huán)境污染較小，但卻在一定程度上降 低了固化產(chǎn)物的機(jī)械性能和熱性能。因此，在不使用稀釋劑的前提下，將環(huán)氧樹(shù)脂水性化， 制成乳液將是一種很具應(yīng)用前景的技術(shù)方法。目前，制備環(huán)氧樹(shù)脂乳液主要有三種方法機(jī)械法、相反轉(zhuǎn)法和自乳化法。前兩種 方法主要是依靠外加乳化劑對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行乳化，優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，但對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較 高(需高速分散設(shè)備)，而且制得的粒徑較大，儲(chǔ)存穩(wěn)定性及應(yīng)用性能都不理想。自乳化法 又稱化學(xué)改性法，是通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂分子進(jìn)行改性，將離子基團(tuán)或極性基團(tuán)引入到環(huán)氧樹(shù) 脂分子的非極性鏈上，使它成為親水親油的兩親性聚合物。當(dāng)這種改性聚合物加水乳化時(shí)， 由于同種電荷排斥原理，只要滿足一定的動(dòng)力學(xué)條件，就可形成穩(wěn)定的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。 自乳化法制備步驟多，但制得的粒徑較小，乳液穩(wěn)定性好，更具有實(shí)際意義。美國(guó)專利US4315044公開(kāi)了通過(guò)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A聚乙二醇縮水甘油醚 和乙二醇單醚，用三苯基膦作催化劑，于155 160°C高溫反應(yīng)，合成自乳化環(huán)氧。缺點(diǎn)是制 備工藝復(fù)雜，催化劑昂貴，實(shí)際生產(chǎn)有很大困難。美國(guó)專利US5655605介紹了將聚醚胺Jeffamine 2000接入以季戊四醇為中心的 多環(huán)氧聚合物中，形成自乳化的水性環(huán)氧樹(shù)脂的方法。其優(yōu)點(diǎn)是該樹(shù)脂交聯(lián)密度較高，但缺 點(diǎn)在于所述的環(huán)氧樹(shù)脂不是雙酚A型，故防腐能力不如雙酚A型。美國(guó)專利US5750595提出的方法是，利用聚乙二醇單甲醚與聚氨酯單體反應(yīng)，通 過(guò)鹽酸處理，使殘留的NCO基團(tuán)還原成NH2基團(tuán)，再與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂接枝，形成自乳化 水性環(huán)氧樹(shù)脂。該發(fā)明的缺點(diǎn)在于制備工藝復(fù)雜，不易大規(guī)模生產(chǎn)。中國(guó)發(fā)明專利CN1415680A公開(kāi)了環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂乳液由環(huán)氧樹(shù)脂經(jīng)反應(yīng)性乳 化劑乳化制備獲得，反應(yīng)性乳化劑是由環(huán)氧樹(shù)脂與具有表面活性的聚醚二元醇在路易斯酸 催化下反應(yīng)生成的。缺點(diǎn)在于路易斯酸不能從反應(yīng)產(chǎn)物中提出，留在反應(yīng)性乳化劑中，會(huì)帶 到乳液和涂料漆膜中，從而影響應(yīng)用性能。中國(guó)發(fā)明專利CN1621425A公開(kāi)了一種自乳化水性環(huán)氧乳液是由含烯基的三甲基硅烷和八烷基環(huán)四硅氧烷組成的有機(jī)硅混合單體與丙烯酸單體聚合得到的聚合中間體、環(huán) 氧樹(shù)脂以及丙烯酸單體進(jìn)行乳液共聚而成，該自乳化水性環(huán)氧乳液膠粒粒徑均勻，穩(wěn)定性 好。但缺點(diǎn)在于步驟較多，涉及的組分較多，工藝較復(fù)雜。中國(guó)發(fā)明專利CN101117390A，CN101037564A和CN1891772A雖然采取的乳化劑各 不相同，制備方法也有差別，但都使用了縮水甘油醚類稀釋劑，這在一定程度上影響了固化 產(chǎn)物的性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種不含稀釋劑的，乳 化穩(wěn)定性好，固化成膜性能優(yōu)異，工藝簡(jiǎn)單，適用于工業(yè)生產(chǎn)的自乳化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述的環(huán)氧樹(shù)脂乳液的制備方法。一種不含稀釋劑的自乳化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液，該乳液按重量百分比由以下的組分 制備獲得水分散介質(zhì)30% 80%改性混合環(huán)氧樹(shù)脂20% 70%其中所述的改性混合環(huán)氧樹(shù)脂按重量百分比由以下的組分制備獲得雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂10% 80%雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂5% 70%聚醚胺10% 75%所述雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂由一種或數(shù)種環(huán)氧值> 0. 33的液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂組 成；所述雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂由一種或數(shù)種液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂組成；所述水分散介質(zhì)為 水；所述聚醚胺的分子結(jié)構(gòu)式如通式(1)表示
權(quán)利要求
一種不含稀釋劑的自乳化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液，其特征在于該乳液按重量百分比由以下的組分制備獲得水分散介質(zhì) 30％～80％改性混合環(huán)氧樹(shù)脂20％～70％其中所述的改性混合環(huán)氧樹(shù)脂按重量百分比由以下的組分制備獲得雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂10％～80％雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂5％～70％聚醚胺 10％～75％所述雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂由一種或數(shù)種環(huán)氧值≥0.33的液態(tài)雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂組成；所述雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂由一種或數(shù)種液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂組成；所述水分散介質(zhì)為水；所述聚醚胺的分子結(jié)構(gòu)式如通式(1)表示式中R表示氫原子或甲基，x≥0，y≥0，x+y＝8～80。FSA00000254846600011.tif
2.—種權(quán)利要求1所述環(huán)氧樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟(1)將至少一種雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂和至少一種雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂充分?jǐn)嚢韫不?，得到?合環(huán)氧樹(shù)脂；(2)往混合環(huán)氧樹(shù)脂中加入聚醚胺，在20 110°C條件下發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為 0. 5 8h，生成改性混合環(huán)氧樹(shù)脂；(3)在攪拌條件下，向步驟(2)產(chǎn)物中滴加水，在0 75°C條件下通過(guò)自乳化反應(yīng)得到 該環(huán)氧樹(shù)脂乳液；其中步驟(2)中的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂占改性混合環(huán)氧樹(shù)脂重量的百分比為10% 80%，雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂占改性混合環(huán)氧樹(shù)脂重量的百分比為5% 70%，聚醚胺占改性 混合環(huán)氧樹(shù)脂重量的百分比為10% 75% ；步驟(3)中的水分散介質(zhì)占水性環(huán)氧樹(shù)脂乳 液重量的百分比為30% 80% ；改性混合環(huán)氧樹(shù)脂占水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液重量的百分比為 20% 70%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種不含稀釋劑的自乳化水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液及其制備方法，其乳液是由雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂與雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂共混后和聚醚胺反應(yīng)制備獲得。具體步驟是(1)將至少一種雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂和至少一種雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂充分?jǐn)嚢韫不?，得到混合環(huán)氧樹(shù)脂；(2)往混合環(huán)氧樹(shù)脂中加入聚醚胺，在一定溫度下發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，生成改性混合環(huán)氧樹(shù)脂；(3)在攪拌條件下，向步驟(2)產(chǎn)物中滴加水，通過(guò)自乳化反應(yīng)得到水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單實(shí)用，可大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；所得到的水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液，具有粒子細(xì)膩均勻，儲(chǔ)存穩(wěn)定性高，固化成膜機(jī)械性能優(yōu)良等特點(diǎn)，在涂料、變壓器等鑄塑及澆鑄成型復(fù)合材料領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C08L87/00GK101955589SQ201010271078
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者傅樂(lè)峰, 王非, 鄭柏存 申請(qǐng)人:上海三瑞化學(xué)有限公司