CN108084458A - 一种水性环氧乳液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水性环氧乳液的制备方法，首先利用聚醚胺与环氧树脂发生反应，引入具有优异亲水性和柔韧性的长链的醚键，再利用小分子的有机胺化合物与环氧树脂的开环反应，引入胺基，接着运用有机酸类化合物与胺基的中和反应，使环氧树脂具备亲水性。最后利用相反转的原理，缓慢加入大量的水，从而得到环氧乳液。整个反应工艺简单易控，容易后续的放大生产。

Description

一种水性环氧乳液的制备方法
技术领域
本发明涉及一种水性环氧乳液的制备方法，属于功能高分子材料领域。
背景技术
环氧树脂因其优异的附着力、机械强度、稳定性、耐化学腐蚀性、绝缘性等特性，广泛地应用在粘合剂、涂料、电子灌封材料、复合材料基体等领域。
传统的环氧树脂都是溶剂型的，在生产及使用过程中，对环境不可避免的造成一定污染，而为了响应金山银山不如绿水青山的口号、以及国家环保政策的压力，以水为介质的环氧树脂即水性环氧乳液成了未来行业发展的方向，另外水性环氧乳液含有的有机溶剂量低、节约能源、无污染、储存运输方便、可以在潮湿的环境中使用等优势。但是由于环氧树脂本身不溶于水，不能直接加水进行乳化，再进行水性化修饰时受到技术限制，现今市面上得到的许多水性环氧乳液的成本及各项指标性能都远不及传统的有机溶剂型环氧树脂，并且工艺复杂、放大不可控。
发明内容
本发明为了解决现有技术而提供了一种环氧乳液的制备方法，是采用相反转法来制备的。相反转法是利用乳化剂与环氧树脂混合，并逐渐加水的工艺是体系由油包水状态转变为最终的水包油状态，相反转法制备的乳液稳定性好，工艺简单，利于后续的放大产业化。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种水性环氧乳液的制备方法，其制备方法步骤如下：
a.一种或多种固体环氧树脂升温溶解在助溶剂中；
b.加入聚醚胺与环氧树脂反应进行开环扩链反应；
c.加入一种或多种有机胺类化合物与环氧树脂进行开环反应，引入胺盐；
d.加入一种或多种有机酸类化合物与胺盐进行中和，引入水性化基团；
e.缓慢加入大量的水，通过相反转获得水性环氧乳液。
本发明选择的环氧树脂为双酚A环氧树脂，环氧当量150～1500之间，优选环氧828、环氧901、环氧194、环氧1001、环氧014U中一种或多种。
本发明选择的助溶剂优选乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、甲基异丁酮。
作为本发明所述的制备水性环氧乳液的制备方法的一种优选方案，所述的聚醚胺优选聚醚胺D400、或聚醚胺D2000。
本发明选择的有机胺类化合物优选二乙醇胺、二甲氨基丙胺。
本发明选择的有机酸类化合物优选乳酸、冰乙酸。
本发明的优点：聚醚胺拥有优异的亲水性、反应活性、及柔韧性，首先利用聚醚胺与环氧树脂发生反应，引入长链的醚键，再利用小分子的有机胺化合物与环氧树脂的开环反应，引入胺基，接着运用有机酸类化合物与胺基的中和反应，使环氧树脂具备亲水性。最后利用相反转的原理，缓慢加入大量的水，从而得到环氧乳液。整个反应工艺简单易控，容易后续的放大生产。
具体实施方式
实施例1
将30份丙二醇甲醚、30份乙二醇丁醚、60份环氧828、150份环氧901升温至100℃左右溶解，待固态的环氧树脂都溶解完毕后，降温加入50份聚醚胺D400，90℃下反应1小时，反应结束后加入30份二乙胺，90℃下保温2小时，保温结束后降温至50℃，加入20份冰醋酸，50℃下保温30分钟，结束后在剧烈搅拌下缓慢加入620份水，得到水性环氧乳液。
实施例2
将60份丙二醇甲醚、70份乙二醇丁醚、100份环氧194、250份环氧1001、30份环氧014U，升温至100℃左右溶解，待固态的环氧树脂都溶解完毕后，降温加入30份聚醚胺D2000，90℃下反应1小时，反应结束后加入35份二乙醇胺，90℃下保温1.5小时，保温结束后降温至50℃，加入30份冰醋酸，50℃下保温30分钟，结束后在剧烈搅拌下缓慢加入1100份水，得到水性环氧乳液。
实施例3
将65份丙二醇甲醚、65份乙二醇丁醚、350份环氧901升温至100℃左右溶解，待固态的环氧树脂都溶解完毕后，降温加入50份聚醚胺D400、级25份聚醚胺D2000，90℃下反应1小时，反应结束后加入35份二乙胺，100℃下保温2.5小时，保温结束后降温至50℃，加入40份冰醋酸，50℃下保温30分钟，结束后在剧烈搅拌下缓慢加入1000份水，得到水性环氧乳液。
实施例4
将30份甲基异丁酮、150份环氧901、升温至100℃左右溶解，待固态的环氧树脂都溶解完毕后，降温加入20份聚醚胺D400、10份聚醚胺D2000，90℃下反应1小时，反应结束后加入7.5份二甲氨基丙胺，90℃下保温2小时，保温结束后降温至50℃，加入9.5份冰醋酸，50℃下保温30分钟，结束后在剧烈搅拌下缓慢加入380份水，得到水性环氧乳液。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种水性环氧乳液的制备方法，其特征在于：所述的水性环氧乳液制备步骤如下：
a.一种或多种固体环氧树脂升温溶解在助溶剂中；
b.加入聚醚胺与环氧树脂反应进行开环扩链反应；
c.加入一种或多种有机胺类化合物与环氧树脂进行开环反应，引入胺盐；
d.加入一种或多种有机酸类化合物与胺盐进行中和，引入水性化基团；
e.缓慢加入大量的水，通过相反转获得水性环氧乳液。
2.根据权利要求1所述的水性环氧乳液的制备方法，其特征如下：所述的固体环氧树脂为双酚A环氧树脂，环氧当量为150～1500之间。
3.根据权利要求1所述的水性环氧乳液的制备方法，其特征如下：所述的助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、异丙醇、二乙二醇甲醚、丙二醇乙醚、甲基异丁基酮中一种或几种。
4.根据权利要求2所述的水性环氧乳液的制备方法，其特征在于：所述的聚醚胺的胺值在50～500mg KOH/g之间。
5.根据权利要求2所述的水性环氧乳液的制备方法，其特征在于：所述的有机胺类化合物为二乙胺、二乙醇胺、二甲氨基丙胺中一种或几种。
6.根据权利要求2所述的水性环氧乳液的制备方法，其特征在于：所述的有机酸类化合物为乳酸、冰乙酸、磷酸、甲酸中一种或几种。
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