CN101307131A - 水溶性海因环氧树脂合成方法 - Google Patents
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Abstract
水溶性海因环氧树脂合成方法，其包括以下步骤：(1)按海因类原料与环氧氯丙烷摩尔比1∶2～16称取海因或其衍生物与环氧氯丙烷；按氢氧化钠与海因的摩尔比1.5－2.5∶1的比例称取氢氧化钠，并溶解成水溶液；(2)将环氧氯丙烷投入反应器中，升温至10～120℃；(3)将海因或其衍生物及氢氧化钠水溶液滴加入反应器，在10～120℃恒温反应1～8小时；(4)对反应混合物进行减压蒸馏至无馏出物，过滤分离氯化钠固体，得到浅黄色滤液，即成。本发明对环境无污染，无易燃易爆危险。本发明生产之水溶性环氧树脂可用作玻璃纤维及其制品的浸润剂、活性稀释剂、混凝土胶粘剂，用于制作多种涂料、环氧树脂砂浆、胶泥及纺织品加工、造纸、油墨等。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂合成方法，尤其是涉及一种水溶性海因环氧树脂合成方法。
背景技术
传统环氧树脂生产过程中，需要使用苯、醇之类的有机溶剂，对环境会造成污染，并有易燃易爆危险，生产劳动条件较差。
水性环氧树脂在达到环保要求的同时还能保持良好性能，因而应用广泛。目前它已用作玻璃纤维及其制品的浸润剂，电泳涂料、建筑涂料，混凝土胶粘剂，环氧树脂砂浆、混凝土和胶泥，罐头和易拉罐内壁涂料，金属制品(如汽车)的涂装，还可用于纺织品加工，造纸，油墨等领域。
CN 200410027818.9、CN200510030679.X、CN200710059668.3号中国专利分别公开了几种水性环氧树脂制备方法。但它们所述的水性环氧树脂是将环氧树脂分散在水介质中形成的乳液或水分散体，不是真正的水溶性环氧树脂。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种对环境无污染，应用范围更广泛的水溶性环氧树脂的合成方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明以海因或其衍生物和环氧氯丙烷为原料，反应过程中以水为溶剂，以氢氧化钠为催化剂，合成水溶性海因环氧树脂。
本发明具体包括以下步骤：(1)按海因类原料与环氧氯丙烷摩尔比1∶2～16称取海因或其衍生物与环氧氯丙烷(二者具体的摩尔比可根据需合成环氧树脂的分子量大小确定)；按照氢氧化钠与海因或其衍生物的摩尔比1.5-2.5(优选1.8-2.2∶1，更优选2∶1)的比例称取氢氧化钠，并溶解成水溶液；(2)将环氧氯丙烷投入带有电动搅拌装置、回流冷凝器和恒压分液漏斗的反应器中，升温至10～120℃(优选50～80℃)；(3)将称取的海因或其衍生物及氢氧化钠水溶液缓慢滴加入反应器，然后恒温反应1～8小时(优选1.5～5小时)；(4)对反应混合物进行减压蒸馏至无馏出物，过滤分离氯化钠固体，得到的浅黄色滤液，即为本发明之水溶性海因环氧树脂。
所述海因衍生物优选5，5-二甲基海因。
氢氧化钠的作用是吸收反应过程中生产的氯化氢，使缩聚反应有效进行。
本发明的反应温度范围较宽，反应温度10～120℃条件下都可以进行。不过，温度低，反应速度较慢，所需反应时间较长；温度高，反应速度较快，所需反应时间较短。
本发明的反应时间范围较宽，反应时间为1～8小时，在所述反应温度条件下，产物都能达到本发明的要求。只是反应时间较长的，产物的分子量较大。
按照本发明方法制备的海因环氧树脂的环氧值为0.02～0.30mol·(100g)-1。所得到的环氧树脂溶于水中。
本发明水溶性环氧树脂生产过程中不使用传统环氧树脂生产过程中使用的苯、醇之类的有机溶剂，因此，消除了生产过程中，有机溶剂对环境的污染，及易燃易爆的危险，有效改善了生产劳动条件。
本发明之水溶性环氧树脂具有公知传统环氧树脂的固化特性与使用性能。可用作玻璃纤维及其制品的浸润剂，电泳涂料，建筑涂料，混凝土胶粘剂，环氧树脂砂浆，混凝土和胶泥，罐头和易拉罐内壁涂料，金属制品(如汽车)的涂装，还可用于纺织品加工，造纸，油墨等领域。由于水溶性环氧树脂黏度小，还可大量用作活性稀释剂等，应用范围较乳液型环氧树脂更加广泛。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不得将这些实施例解释为对本发明保护范围的限制。
各实施例操作步骤：(1)按预定配比称取海因或5，5-二甲基海因、环氧氯丙烷、氢氧化钠，将氢氧化钠溶解成水溶液；(2)将环氧氯丙烷投入带有电动搅拌装置、回流冷凝器和恒压分液漏斗的反应器中，升温至预定温度；(3)将海因或5，5-二甲基海因及氢氧化钠水溶液缓慢滴加入反应器，滴加速度控制在1.5h内滴完，然后恒温反应预定时间；(4)对反应混合物进行减压蒸馏至无馏出物，过滤分离氯化钠固体，得到浅黄色滤液，即本发明之水溶性海因环氧树脂。
实施例1-7各原料配比、反应时间、温度、产物情况如表1所示。
表1实施例1-7各原料配比、反应时间、温度、产物情况单位：kg
| 材料 | 例1 | 例2 | 例3 | 例4 | 例5 | 例6 | 例7 |
| 水 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 30％氢氧化钠 | 267 | 267 | 267 | 267 | 267 | 267 | 267 |
| 环氧氯丙烷 | 185 | 185 | 185 | 370 | 1480 | 2960 | 185 |
| 5，5-二甲基海因 | 128 | 128 | 128 | 128 | 128 | 128 | |
| 海因 | 100 | ||||||
| 反应时间 | 1 | 3 | 5 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 反应温度℃ | 30 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 120 |
| 环氧树脂 | 113 | 198 | 258 | 253 | 253 | 255 | 210 |
| 以海因计算产率％ | 41 | 91.7 | 93.5 | 91.7 | 91.7 | 92,3 | 76 |
| 环氧值 | 0.092 | 0.075 | 0.052 | 0.12 | 0.17 | 0.21 | 0.16 |
本发明实施例1-7的海因环氧树脂除溶于水外，还能够溶于极性溶剂。海因环氧树脂溶解性：溶剂∶溶质＝100∶20时的溶解状况见表2。
表2实施例1-7产物海因环氧树脂溶解性
注：+全溶解；-不溶解
Claims (5)
1、一种水溶性海因环氧树脂合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按摩尔比1∶2～16称取海因或其衍生物与环氧氯丙烷；按氢氧化钠与海因或其衍生物的摩尔比1.5-2.5∶1的比例称取氢氧化钠，并溶解成水溶液；(2)将环氧氯丙烷投入带有电动搅拌装置、回流冷凝器和恒压分液漏斗的反应器中，升温至10～120℃；(3)将称取的海因或其衍生物及氢氧化钠水溶液缓慢滴加入反应器，然后在10～120℃恒温反应1～8小时；(4)对反应混合物进行减压蒸馏至无馏出物，过滤分离氯化钠固体，得到浅黄色滤液，即成。
2、如权利要求1所述的水溶性海因环氧树脂合成方法，其特征在于，所述氢氧化钠与海因或其衍生物的摩尔比为1.8-2.2∶1。
3、如权利要求2所述的水溶性海因环氧树脂合成方法，其特征在于，所述氢氧化钠与海因或其衍生物的摩尔比为2∶1。
4、如权利要求1-3之一所述的水溶性海因环氧树脂合成方法，其特征在于，所述反应温度为50℃～80℃，反应时间为1.5～5小时。
5、如权利要求1或2所述的水溶性海因环氧树脂合成方法，其特征在于，所述海因衍生物为5，5-二甲基海因。
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2008
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