CN103881055A - 一种缩水甘油醚改性的水性环氧树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水溶性环氧树脂及其制备方法。所述水溶性环氧树脂是由桐油、顺酐与多元醇先反应生成多元醇聚酯化合物，再由缩水甘油醚对多元醇聚酯化合物改性而得到的。通过缩水甘油醚对多元醇聚酯化合物改性形成含有部分环氧基团，高度交联聚醚结构的水溶性环氧树脂。将其与固化剂混配所得水溶性清漆具有良好的绝缘性、耐腐蚀性和防锈性，且光泽度高，环保无毒，可用于绝缘油漆、家具清漆、胶粘剂等领域。

Description

一种缩水甘油醚改性的水性环氧树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水溶性环氧树脂及其制备方法，属于水性涂料技术领域。

背景技术

目前绝缘油漆和家具清漆大部分都是油性树脂，需要有机溶剂作为稀释剂，不仅生产成本高，而且VOC释放量大，对环境污染严重。

《非离子水性环氧低温固化剂的制备及固化研究》（祝宝英等，中海油常州涂料化工研究院，《涂料工业》2009年第39卷12期）采用聚乙二醇二缩水甘油醚、双酚A型环氧树脂、脂肪族多胺或芳香族多胺合成了非离子型低温干固化水性环氧同化剂；CN1067437A通过将苯酚、甲醛或苯酚、甲醛、环氧氯丙烷，在稀硫酸（盐酸）催化下生成的中间体与黑液或硫酸盐木质素或碱木质素以及必要时投入的另外的酚、醛、硫酸，反应生成醇溶性树脂。CN101205275A公开了以醋酸乙烯单体为主要成份，同时在原料中加入了丙稀酸酯类单体、丙烯酸以及其他亲水性官能团单体合成水性树脂。CN101376701A公开了主要以醇酸为主要原料合成水溶性树脂。上述现有技术公开的水性树脂主要是丙烯酸、醇酸水溶性树脂，其耐腐蚀性和防锈性较差。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提出一种水溶性环氧树脂的制备方法，所得水溶性环氧树脂具有良好的绝缘性、耐腐蚀性和防锈性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水溶性环氧树脂，是由桐油、顺酐与多元醇先反应生成多元醇聚酯化合物，再由缩水甘油醚对多元醇聚酯化合物改性而得到的。

其中，所述桐油与顺酐质量比为2～4.5:1。

所述多元醇的羟基与顺酐的摩尔比为1～1.2:1。

所述缩水甘油醚与顺酐质量比为2～2.5:1。

所述多元醇为新戊二醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇中的一种。

所述缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或丁基缩水甘油醚中的一种。

本发明还提供上述水溶性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

1）将桐油、顺酐混合，150～160℃保温1h，加入多元醇，在160～170℃条件下保温至酸值≤80mgKOH/g，得到多元醇聚酯化合物；

2）向多元醇聚酯化合物中投入部分缩水甘油醚，于150～160℃保温1h后再投入余下的缩水甘油醚，维持温度至酸值≤40mgKOH/g；

在步骤2）中，所述缩水甘油醚与顺酐质量比为2-2.5:1，且两次投入缩水甘油醚的质量比为1:1.2-1.6。

3）将步骤2）所得体系降温至100℃，加入乙二醇丁醚，降温至80℃以下后加入pH调节剂AMP-95与蒸馏水的混合液，分散得到水溶性环氧树脂。

在步骤3）中，所述乙二醇丁醚与顺酐质量比为0.9-1.2:1。

在步骤3）中，所述AMP-95与蒸馏水质量比为1:9-11。

在步骤3）中，所得水溶性环氧树脂的pH值为6.5-8.0。

采用本发明所述水溶性环氧树脂的制备方法，生产工艺简单、生产过程中无“三废”排放。

本发明所述的水溶性环氧树脂可与水任意比例互溶。

本发明还提供一种水溶性清漆，即向上述水溶性环氧树脂中加入固化剂氨基树脂，混匀即可。

所述的固化剂氨基树脂选自六甲氧甲基三聚氰胺树脂，其加入量为水溶性环氧树脂重量的8%-10%。

本发明通过缩水甘油醚对多元醇聚酯化合物改性，形成含有部分环氧基团，高度交联聚醚结构的水溶性环氧树脂。将其与固化剂混配所得水溶性清漆具有良好的绝缘性、耐腐蚀性和防锈性，且光泽度高，环保无毒，可用于绝缘油漆、家具清漆、胶粘剂等领域。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种水溶性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

1）在1000ml三口烧瓶加入桐油200g，顺酐50g，155℃反应1h，加入新戊二醇72g，于165℃保温至酸值≤80mgKOH／g，得到反应物A；

2）向反应物A中投入聚乙二醇二缩水甘油醚50g，于155℃保温1h，再投入67.5g聚丙二醇二缩水甘油醚，维持温度至酸值≤40mgKOH／g；

3）将步骤2）所得体系降温至100℃，加入55g乙二醇丁醚，降温至80℃，加入pH调节剂AMP-95与蒸馏水的混合液27.5g（其中，AMP-95和蒸馏水的质量比为1：10），高速分散得到pH值为7的水溶性环氧树脂。

向水溶性环氧树脂中加入其重量9%的氨基树脂，分散均匀，得到可固化的水溶性清漆。

实施例2

一种水溶性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

1）在1000ml三口烧瓶加入桐油200g，顺酐50g，150℃反应1h，加入三羟甲基丙烷89.3g，于160℃保温至酸值≤80mgKOH／g，得到反应物A；

2）向反应物A中投入聚乙二醇二缩水甘油醚48.6g，于150℃保温1h，再投入73.4g丁基缩水甘油醚，维持温度至酸值≤40mgKOH／g；

3）将步骤2）所得体系降温至100℃，加入48g乙二醇丁醚，降温至80℃，加入pH调节剂AMP-95与蒸馏水的混合液26g（其中，AMP-95和蒸馏水的质量比为1：10），高速分散得到pH值为7.5的水溶性环氧树脂。

向水溶性环氧树脂中加入重量8%～10%的氨基树脂，分散均匀，得到可固化的水溶性清漆。

实施例3

一种水溶性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

1）在1000ml三口烧瓶加入桐油200g，顺酐50g，160℃反应1h，加入季戊四醇35.6g，于170℃保温至酸值≤80mgKOH／g，得到反应物A；

2）向反应物A中投入聚乙二醇二缩水甘油醚45g，于160℃保温1h，再投入64.8g聚乙二醇二缩水甘油醚，维持温度至酸值≤40mgKOH／g；

3）将步骤2）所得体系降温至100℃，加入55g乙二醇丁醚，降温至80℃，加入pH调节剂AMP-95与蒸馏水的混合液28g（其中，AMP-95和蒸馏水的质量比为1：10），高速分散得到pH值为8的水溶性环氧树脂。

向水溶性环氧树脂中加入重量8%～10%的氨基树脂，分散均匀，得到可固化的水溶性清漆。

水溶性清漆性能测试

将实施例1所得水溶性清漆加水稀释至固体含量55%，与目前市场上常用的环氧定子绝缘漆（衡阳恒缘电工材料有限公司HY-1150B6环氧浸渍漆）、水溶性定子绝缘漆（岳阳格瑞科技有限公司JX1150S1-1）进行性能对比测试，结果见表1、表2。

其中，实施例1所述水溶性清漆及市售水溶性定子绝缘漆为单组分环保型产品，环氧定子绝缘漆为环氧双组分油性绝缘漆。

表1实施例1水溶性清漆与市售环氧定子绝缘漆性能比较

由表1可知，本发明实施例1所得水溶性清漆与环氧定子绝缘漆相比，电气强度和绝缘电阻在各条件下都明显提高，说明本发明得到的水溶性清漆具有优异的绝缘性能。

表2实施例1水溶性清漆与市售水性定子绝缘漆性能比较

由表2可知，本发明实施例1所得水溶性清漆在强酸、强碱试剂中浸泡72h仅出现轻微失光现象，并且在氯化钠溶液中浸泡144h仍未生锈。由此可见，由本发明水性环氧树脂制得的水溶性清漆，其耐腐蚀性和防锈性明显优于现有水性定子绝缘漆。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种水溶性环氧树脂，其特征在于，是由桐油、顺酐与多元醇先反应生成多元醇聚酯化合物，再由缩水甘油醚对多元醇聚酯化合物改性而得到的。

2.根据权利要求1所述的水溶性环氧树脂，其特征在于，所述桐油与顺酐质量比为2～4.5:1。

3.根据权利要求1所述的水溶性环氧树脂，其特征在于，所述多元醇中羟基与顺酐的摩尔比为1～1.2:1。

4.根据权利要求1所述的水溶性环氧树脂，其特征在于，所述缩水甘油醚与顺酐质量比为2～2.5:1。

5.根据权利要求1所述的水溶性环氧树脂，其特征在于，所述多元醇为新戊二醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇中的一种。

6.根据权利要求1所述的水溶性环氧树脂，其特征在于，所述缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚或丁基缩水甘油醚中的一种。

7.权利要求1-6任一所述水溶性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将桐油、顺酐混合，150～160℃保温1h，加入多元醇，在160～170℃条件下保温至酸值≤80mg KOH/g，得到多元醇聚酯化合物；

2）向多元醇聚酯化合物中投入部分缩水甘油醚，于150～160℃保温1h后再投入余下的缩水甘油醚，维持温度至酸值≤40mgKOH/g；

3）将步骤2）所得体系降温至100℃，加入乙二醇丁醚，降温至80℃以下后加入pH调节剂与蒸馏水的混合液，分散得到水溶性环氧树脂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤2）中，所述缩水甘油醚两次投入质量比为1:1.2-1.6。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤3）中，所述乙二醇丁醚与顺酐质量比为0.9-1.2:1。

10.一种水溶性清漆，其特征在于，由权利要求1-6任一所述水溶性环氧树脂与固化剂氨基树脂混合而得。