本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂乳液技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

環(huán)氧樹脂具有硬度高、耐磨性好、附著力高和耐化學藥品性能優(yōu)異等特點，可廣泛用作木器漆、工業(yè)地坪涂料、防腐蝕涂料、膠粘劑和油墨等。隨著生活質(zhì)量的提高，人們對涂料的環(huán)保要求也越來越嚴格，因此傳統(tǒng)的溶劑型環(huán)氧樹脂已不能滿足人們的追求。而近年來以水作為分散介質(zhì)的水性環(huán)氧樹脂越來越受到人們的親睞。

水性環(huán)氧樹脂是指不含有機溶劑或含量極低，節(jié)約能源，無污染、符合環(huán)保要求的一類涂料。水性環(huán)氧樹脂不僅儲存、運輸和使用方便，而且應用環(huán)境廣，可在溫室和潮濕的環(huán)境中使用，彌補了溶劑、無溶劑環(huán)氧涂料對水敏感的弱點，且施工性能好，可直接加水調(diào)節(jié)施工粘度，施工工具可用水直接清洗，降低施工成本。

現(xiàn)有環(huán)氧乳液防腐能力低，乳液穩(wěn)定性差，干性慢、VOC含量高等缺點，限制了環(huán)氧乳液的應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)氧乳液及其制備方法，本環(huán)氧乳液防腐能力強，不起泡、不脫落、不生銹，粒徑小而均勻、乳液穩(wěn)定性好，可參與共研磨、干性快、VOC含量低等特點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種環(huán)氧乳液，包括以下原材料：固體環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑、陰離子乳化劑和助溶劑，經(jīng)攪拌均勻制得的；其中，固體環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂E-12的混合物，固體環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為4-2:1；非離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的6-9%；陰離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0.5-2%；助溶劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%。

優(yōu)選的，非離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：

環(huán)氧樹脂E-20 5-15%，

環(huán)氧樹脂E-51 0.5-2%，

聚乙二醇6000 50-70%，

三氟化硼乙醚 0.1-0.5%，

丙二醇甲醚醋酸酯 20-32.5%。

非離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將環(huán)氧樹脂E-20、環(huán)氧樹脂E-51、聚乙二醇6000和丙二醇甲醚醋酸酯混合，加熱，升溫至60-80℃保溫，至物料全部熔化；

（2）熔化后保溫0.8-2小時后，滴入三氟化硼乙醚，再保溫1-2h后反應終止，得到非離子乳化劑。

優(yōu)選的，陰離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：

對氨基苯甲酸 10-20%；

丙二醇甲醚醋酸酯 30-50%；

丁基縮水甘油醚 10-20%；

環(huán)氧樹脂E-51 10-30%；

三氟化硼乙醚 0.1-0.5%；

二甲基乙醇胺 5-10%；

去離子水 10-30%。

陰離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）將對氨基苯甲酸及一半量的丙二醇甲醚醋酸酯混合，加熱至50-60℃；

（2）滴入丁基縮水甘油醚后，保溫0.5-1h；

（3）升溫至70-80℃，加入三氟化硼乙醚，攪拌，液系透明后反應1-2h；

（4）保持溫度在70-80℃下，將環(huán)氧樹脂E-51溶入另一半量的丙二醇甲醚醋酸酯中后，加入到步驟（3）得到的液系中，攪拌，透明后反應1-2h；

（5）在70-80℃下加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻，得到陰離子乳化劑。

優(yōu)選的，助溶劑為乙二醇丁醚。

環(huán)氧乳液的制備方法，包括如下步驟：將固體環(huán)氧樹脂與助溶劑置于乳化釜當中，90-115℃下加熱熔化后加入非離子乳化劑和陰離子乳化劑，攪拌均勻后，加入85-95℃熱水至固含量達到50-55wt%為止，得到環(huán)氧乳液。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明環(huán)氧乳液是以環(huán)氧樹脂E-20為主要原料，并使用環(huán)氧樹脂E-12提高產(chǎn)品防腐性能；采用聚乙二醇和環(huán)氧樹脂合成的非離子乳化劑與一種對氨基苯甲酸和環(huán)氧樹脂合成的陰離子乳化劑對樹脂進行乳化。此陰離子乳化劑可制得穩(wěn)定性較好得環(huán)氧乳液產(chǎn)品，非離子乳化劑可以有效降低乳液的的粒徑從而提高了乳液的耐水、耐鹽霧等性能。非離子乳化劑與陰離子乳化劑搭配乳化環(huán)氧樹脂，比單獨使用一種乳化劑添加量要少很多，兩種乳化劑在乳液界面交錯間隔排列，堆砌密度比單獨使用一種乳化劑要大的多，兩種乳化劑協(xié)同增效作用使得乳液更加穩(wěn)定。本發(fā)明產(chǎn)品粒徑小而均勻、乳液穩(wěn)定性好，可參與共研磨、干性快、防腐能力強等特點。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

實施例1

一種環(huán)氧乳液，包括以下原材料：固體環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑、陰離子乳化劑和助溶劑；其中，固體環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂E-12的混合物，固體環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為4:1；非離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的7%；陰離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1.5%；助溶劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%。

環(huán)氧乳液的制備方法，包括如下步驟：將固體環(huán)氧樹脂與助溶劑置于乳化釜當中，90-95℃下加熱熔化后加入非離子乳化劑和陰離子乳化劑，攪拌均勻后，加入85-90℃熱水至固含量達到50wt%為止，得到環(huán)氧乳液。

其中，非離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：環(huán)氧樹脂E-20 12%，環(huán)氧樹脂E-51 0.5%，聚乙二醇6000 67.4%，三氟化硼乙醚 0.1%，丙二醇甲醚醋酸酯 20%。非離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將環(huán)氧樹脂E-20、環(huán)氧樹脂E-51、聚乙二醇6000、丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中；將四口燒瓶進行加熱，升溫至60-65℃保溫，保溫至物料全部熔化；（2）熔化后保溫一個小時，將三氟化硼乙醚緩慢滴入四口瓶中；保溫2h后反應終止，得到非離子乳化劑。

陰離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：對氨基苯甲酸 10%；丙二醇甲醚醋酸酯 30%；丁基縮水甘油醚 14.9%；環(huán)氧樹脂E-51 10%；三氟化硼乙醚 0.1%；二甲基乙醇胺 5%；去離子水 30%。陰離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將對氨基苯甲酸及一半量的丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中，將四口燒瓶進行加熱，加熱至50-55℃；（2）將丁基縮水甘油醚在2h內(nèi)滴入四口燒瓶中，保溫1h；（3）升溫至70-75℃，加入三氟化硼乙醚，攪拌，液系透明后反應1.5h；（4）保持溫度在70-75℃下，將環(huán)氧樹脂E-51溶入另一半量的丙二醇甲醚醋酸酯中后，加入到步驟（3）得到的液系中，攪拌，透明后反應2h；（5）在70-75℃下加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻，得到陰離子乳化劑。

實施例2

一種環(huán)氧乳液，包括以下原材料：固體環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑、陰離子乳化劑和助溶劑；其中，固體環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂E-12的混合物，固體環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為3:1；非離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的6%；陰離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的2%；助溶劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%。

環(huán)氧乳液的制備方法，包括如下步驟：將固體環(huán)氧樹脂與助溶劑置于乳化釜當中，95-100℃下加熱熔化后加入非離子乳化劑和陰離子乳化劑，攪拌均勻后，加入90-95℃熱水至固含量達到55wt%為止，得到環(huán)氧乳液。

其中，非離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：環(huán)氧樹脂E-20 5%，環(huán)氧樹脂E-51 2%，聚乙二醇6000 70%，三氟化硼乙醚 0.2%，丙二醇甲醚醋酸酯 22.8%。非離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將環(huán)氧樹脂E-20、環(huán)氧樹脂E-51、聚乙二醇6000、丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中；將四口燒瓶進行加熱，升溫至65-70℃保溫，保溫至物料全部熔化；（2）熔化后保溫0.8小時，將三氟化硼乙醚緩慢滴入四口瓶中；保溫2h后反應終止，得到非離子乳化劑。

陰離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：對氨基苯甲酸 15%；丙二醇甲醚醋酸酯 30%；丁基縮水甘油醚 10%；環(huán)氧樹脂E-51 20%；三氟化硼乙醚 0.2%；二甲基乙醇胺 10%；去離子水 14.8%。陰離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將對氨基苯甲酸及一半量的丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中，將四口燒瓶進行加熱，加熱至55-60℃；（2）將丁基縮水甘油醚在1h內(nèi)滴入四口燒瓶中，保溫0.5h；（3）升溫至75-80℃，加入三氟化硼乙醚，攪拌，液系透明后反應2h；（4）保持溫度在75-80℃下，將環(huán)氧樹脂E-51溶入另一半量的丙二醇甲醚醋酸酯中后，加入到步驟（3）得到的液系中，攪拌，透明后反應1h；（5）在75-80℃下加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻，得到陰離子乳化劑。

實施例3

一種環(huán)氧乳液，包括以下原材料：固體環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑、陰離子乳化劑和助溶劑；其中，固體環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂E-12的混合物，固體環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為2:1；非離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的9%；陰離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0.5%；助溶劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%。

環(huán)氧乳液的制備方法，包括如下步驟：將固體環(huán)氧樹脂與助溶劑置于乳化釜當中，100-105℃下加熱熔化后加入非離子乳化劑和陰離子乳化劑，攪拌均勻后，加入88-93℃熱水至固含量達到51wt%為止，得到環(huán)氧乳液。

其中，非離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：環(huán)氧樹脂E-20 10%，環(huán)氧樹脂E-51 1%，聚乙二醇6000 60%，三氟化硼乙醚 0.3%，丙二醇甲醚醋酸酯 28.7%。非離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將環(huán)氧樹脂E-20、環(huán)氧樹脂E-51、聚乙二醇6000、丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中；將四口燒瓶進行加熱，升溫至70-75℃保溫，保溫至物料全部熔化；（2）熔化后保溫2小時，將三氟化硼乙醚緩慢滴入四口瓶中；保溫1.5h后反應終止，得到非離子乳化劑。

陰離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：對氨基苯甲酸 10%；丙二醇甲醚醋酸酯 50%；丁基縮水甘油醚 10%；環(huán)氧樹脂E-51 10%；三氟化硼乙醚 0.5%；二甲基乙醇胺 9.5%；去離子水 10%。陰離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將對氨基苯甲酸及一半量的丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中，將四口燒瓶進行加熱，加熱至52-57℃；（2）將丁基縮水甘油醚在1.5h內(nèi)滴入四口燒瓶中，保溫1h；（3）升溫至72-77℃，加入三氟化硼乙醚，攪拌，液系透明后反應1h；（4）保持溫度在72-77℃下，將環(huán)氧樹脂E-51溶入另一半量的丙二醇甲醚醋酸酯中后，加入到步驟（3）得到的液系中，攪拌，透明后反應1.5h；（5）在72-77℃下加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻，得到陰離子乳化劑。

實施例4

一種環(huán)氧乳液，包括以下原材料：固體環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑、陰離子乳化劑和助溶劑；其中，固體環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂E-12的混合物，固體環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為2.5:1；非離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%；陰離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1%；助溶劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%。

環(huán)氧乳液的制備方法，包括如下步驟：將固體環(huán)氧樹脂與助溶劑置于乳化釜當中，105-110℃下加熱熔化后加入非離子乳化劑和陰離子乳化劑，攪拌均勻后，加入85-95℃熱水至固含量達到52wt%為止，得到環(huán)氧乳液。

其中，非離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：環(huán)氧樹脂E-20 15%，環(huán)氧樹脂E-51 2%，聚乙二醇6000 50%，三氟化硼乙醚 0.5%，丙二醇甲醚醋酸酯 32.5%。非離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將環(huán)氧樹脂E-20、環(huán)氧樹脂E-51、聚乙二醇6000、丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中；將四口燒瓶進行加熱，升溫至75-80℃保溫，保溫至物料全部熔化；（2）熔化后保溫一個小時，將三氟化硼乙醚緩慢滴入四口瓶中；保溫1h后反應終止，得到非離子乳化劑。

陰離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：對氨基苯甲酸 10%；丙二醇甲醚醋酸酯 40%；丁基縮水甘油醚 20%；環(huán)氧樹脂E-51 13.7%；三氟化硼乙醚 0.3%；二甲基乙醇胺 6%；去離子水 10%。陰離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將對氨基苯甲酸及一半量的丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中，將四口燒瓶進行加熱，加熱至50-60℃；（2）將丁基縮水甘油醚在1.5h內(nèi)滴入四口燒瓶中，保溫45min；（3）升溫至70-80℃，加入三氟化硼乙醚，攪拌，液系透明后反應1.5h；（4）保持溫度在70-80℃下，將環(huán)氧樹脂E-51溶入另一半量的丙二醇甲醚醋酸酯中后，加入到步驟（3）得到的液系中，攪拌，透明后反應1.5h；（5）在70-80℃下加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻，得到陰離子乳化劑。

實施例5

一種環(huán)氧乳液，包括以下原材料：固體環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑、陰離子乳化劑和助溶劑；其中，固體環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂E-12的混合物，固體環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為3.5:1；非離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的7%；陰離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1.25%；助溶劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%。

環(huán)氧乳液的制備方法，包括如下步驟：將固體環(huán)氧樹脂與助溶劑置于乳化釜當中，110-115℃下加熱熔化后加入非離子乳化劑和陰離子乳化劑，攪拌均勻后，加入85-95℃熱水至固含量達到53wt%為止，得到環(huán)氧乳液。

其中，非離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：環(huán)氧樹脂E-20 8%，環(huán)氧樹脂E-51 0.5%，聚乙二醇6000 67.4%，三氟化硼乙醚 0.1%，丙二醇甲醚醋酸酯 24%。非離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將環(huán)氧樹脂E-20、環(huán)氧樹脂E-51、聚乙二醇6000、丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中；將四口燒瓶進行加熱，升溫至60-70℃保溫，保溫至物料全部熔化；（2）熔化后保溫一個小時，將三氟化硼乙醚緩慢滴入四口瓶中；保溫1.5h后反應終止，得到非離子乳化劑。

陰離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：對氨基苯甲酸 10%；丙二醇甲醚醋酸酯 30%；丁基縮水甘油醚 14.9%；環(huán)氧樹脂E-51 30%；三氟化硼乙醚 0.1%；二甲基乙醇胺 5%；去離子水 10%。陰離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將對氨基苯甲酸及一半量的丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中，將四口燒瓶進行加熱，加熱至50-60℃；（2）將丁基縮水甘油醚在1.5h內(nèi)滴入四口燒瓶中，保溫45min；（3）升溫至70-80℃，加入三氟化硼乙醚，攪拌，液系透明后反應1.5h；（4）保持溫度在70-80℃下，將環(huán)氧樹脂E-51溶入另一半量的丙二醇甲醚醋酸酯中后，加入到步驟（3）得到的液系中，攪拌，透明后反應1.5h；（5）在70-80℃下加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻，得到陰離子乳化劑。

實施例6

一種環(huán)氧乳液，包括以下原材料：固體環(huán)氧樹脂、非離子乳化劑、陰離子乳化劑和助溶劑；其中，固體環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂E-12的混合物，固體環(huán)氧樹脂中環(huán)氧樹脂E-20和環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比為3:1；非離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%；陰離子乳化劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1.5%；助溶劑用量為固體環(huán)氧樹脂質(zhì)量的8%。

環(huán)氧乳液的制備方法，包括如下步驟：將固體環(huán)氧樹脂與助溶劑置于乳化釜當中，100-110℃下加熱熔化后加入非離子乳化劑和陰離子乳化劑，攪拌均勻后，加入85-95℃熱水至固含量達到54wt%為止，得到環(huán)氧乳液。

其中，非離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：環(huán)氧樹脂E-20 9.4%，環(huán)氧樹脂E-51 0.5%，聚乙二醇6000 70%，三氟化硼乙醚 0.1%，丙二醇甲醚醋酸酯 20%。非離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將環(huán)氧樹脂E-20、環(huán)氧樹脂E-51、聚乙二醇6000、丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中；將四口燒瓶進行加熱，升溫至70-80℃保溫，保溫至物料全部熔化；（2）熔化后保溫一個小時，將三氟化硼乙醚緩慢滴入四口瓶中；保溫2h后反應終止，得到非離子乳化劑。

陰離子乳化劑按重量百分比由以下組分組成：對氨基苯甲酸 20%；丙二醇甲醚醋酸酯 30%；丁基縮水甘油醚 10%；環(huán)氧樹脂E-51 21.6%；三氟化硼乙醚 0.4%；二甲基乙醇胺 8%；去離子水 10%。陰離子乳化劑的制備方法，包括如下步驟：（1）稱取上述重量百分比的各組分，將對氨基苯甲酸及一半量的丙二醇甲醚醋酸酯加入四口燒瓶中，將四口燒瓶進行加熱，加熱至50-60℃；（2）將丁基縮水甘油醚在1.5h內(nèi)滴入四口燒瓶中，保溫45min；（3）升溫至70-80℃，加入三氟化硼乙醚，攪拌，液系透明后反應1.5h；（4）保持溫度在70-80℃下，將環(huán)氧樹脂E-51溶入另一半量的丙二醇甲醚醋酸酯中后，加入到步驟（3）得到的液系中，攪拌，透明后反應1.5h；（5）在70-80℃下加入二甲基乙醇胺和去離子水，攪拌均勻，得到陰離子乳化劑。

實施例1與對比例的性能對比，得到的測試結(jié)果如表1所示：

對比例：上海新華樹脂廠STW703A水性環(huán)氧樹脂；

實施例1中所制得的環(huán)氧乳液；

對比例為市場上用量較大的一款上海新華樹脂廠的STW703A水性環(huán)氧樹脂，用實施例1和對比例兩款水性環(huán)氧樹脂制漆，在馬口鐵板及冷軋鋼板上噴涂相同的厚度，養(yǎng)護7天后測試表干時間及耐鹽霧性能。

VOC含量方面實施例1的40mg/g遠低于對比例的100 mg/g；耐鹽霧方面實施例1 720h不起泡、不脫落、不生銹，對比例僅為480h；表干時間方面因為實施例1 中加入陰離子乳化劑調(diào)高了表干時間，實施例1表干時間為10min，對比例在30min左右。