CN109021254A - 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法 - Google Patents

一种水性环氧树脂乳液及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109021254A
CN109021254A CN201810988544.1A CN201810988544A CN109021254A CN 109021254 A CN109021254 A CN 109021254A CN 201810988544 A CN201810988544 A CN 201810988544A CN 109021254 A CN109021254 A CN 109021254A
Authority
CN
China
Prior art keywords
epoxy resin
preparation
compound
emulsifier
obtains
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810988544.1A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋峰
孙祥
俞孝伟
杨颖�
陈铭铸
季华
侯晶晶
徐晓虎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JIANGSU YANGNONG KUMHO CHEMICAL CO Ltd
Original Assignee
JIANGSU YANGNONG KUMHO CHEMICAL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JIANGSU YANGNONG KUMHO CHEMICAL CO Ltd filed Critical JIANGSU YANGNONG KUMHO CHEMICAL CO Ltd
Priority to CN201810988544.1A priority Critical patent/CN109021254A/zh
Publication of CN109021254A publication Critical patent/CN109021254A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

本发明提供了一种水性环氧树脂乳液及其制备方法，属于化工产品新技术开发领域。本发明在N2保护下，将聚氧化乙烯类化合物与缩水甘油醚类化合物进行反应，得到水性环氧乳化剂，再用该乳化剂和液体环氧树脂混合并进行高速搅拌，加入水在剪切力的作用下制备得到水性环氧树脂乳液。本发明采用外加乳化剂法制备水性环氧树脂乳液，不含VOC，安全环保；且乳化剂分子中含有类环氧链段，与环氧树脂有着较好的相似相容性，提高了水性环氧树脂的稳定性。

Description

一种水性环氧树脂乳液及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工产品新技术开发领域，特别涉及一种水性环氧树脂乳液及其制备方法。
背景技术
环氧树脂作为三大通用热固性树脂之一，具有优良的工艺性能、机械性能和物理性能，广泛应用于机械电子、航空航天、交通和建筑等领域。目前全世界范围内40％的环氧树脂用于涂料，且大多数环氧树脂都不溶于水，所以目前常用的环氧树脂涂料大部分都是溶剂型的。而有机溶剂易燃、易爆、有毒、污染环境等缺点给储运和施工带来诸多不便。随着社会的进步和人们对环境质量要求的不断提高以及各国环保标准、法规的不断完善，不含或少含可挥发性有机物(VOC)与空气有害污染物(HAP)的环境友好绿色化学品及材料受到广泛关注，环保型的水性环氧树脂便应运而生，并且越来越受到人们的重视，得到迅速发展。
目前市场上的水性环氧树脂乳液产品质量参差不齐，难以满足人们的需求，且长时间贮藏后会出现水乳分层、浑浊不清等现象。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性环氧树脂乳液及其制备方法。本发明以缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物制备乳化剂，在乳化剂中引入了类环氧链段，与双酚A环氧树脂有较好的相似相容性，提高了水性环氧树脂的稳定性。
本发明提供了一种水性环氧树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)在N2保护下，将缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物混合，得到混合液；
2)将所述步骤1)得到的混合液与催化剂混合后进行聚合反应，得到乳化剂；
3)将所述步骤2)得到的乳化剂与双酚A环氧树脂混合，得到环氧树脂乳液；
4)在搅拌条件下，向所述步骤3)得到的环氧树脂乳液中滴加水，得到水性环氧树脂乳液。
优选地，所述步骤1)中缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物的摩尔比为0.5～2:1。
优选地，所述步骤1)中缩水甘油醚类化合物为单缩水甘油醚类化合物、二缩水甘油醚类化合物或液体双酚A型环氧树脂。
优选地，所述步骤1)中聚氧化乙烯类化合物为聚乙二醇或聚丙二醇。
优选地，所述步骤1)中催化剂为三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙胺络合物或过硫酸钾。
优选地，所述步骤2)中聚合反应的温度为120～200℃，聚合反应的时间为4～6h。
优选地，所述步骤3)中双酚A环氧树脂的环氧值为0.1～0.59。
优选地，所述步骤3)中乳化剂和双酚A环氧树脂的质量比为1～3:10。
优选地，所述步骤4)中水的用量为双酚A环氧树脂质量的50～100％。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的水性环氧树脂乳液，所述水性环氧树脂乳液的固含量为50～75％。
本发明提供了一种水性环氧树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：1)在N2保护下，将缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物混合，得到混合液；2)将所述步骤1)得到的混合液与催化剂混合后进行聚合反应，得到乳化剂；3)将所述步骤2)得到的乳化剂与双酚A环氧树脂混合，得到环氧树脂乳液；4)在搅拌条件下，向所述步骤3)得到的环氧树脂乳液中滴加水，得到水性环氧树脂乳液。本发明以缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物制备乳化剂，在乳化剂中引入了类环氧链段，与双酚A环氧树脂有较好的相似相容性，提高了水性环氧树脂的稳定性。实施例的数据表明，本发明制备的水性环氧树脂乳液样品在常温和烘箱中放置60天后均稳定分散，未出现水乳分层、浑浊不清等现象。
具体实施方式
本发明提供了一种水性环氧树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)在N2保护下，将缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物混合，得到混合液；
2)将所述步骤1)得到的混合液与催化剂混合后进行聚合反应，得到乳化剂；
3)将所述步骤2)得到的乳化剂与双酚A环氧树脂混合，得到环氧树脂乳液；
4)在搅拌条件下，向所述步骤3)得到的环氧树脂乳液中滴加水，得到水性环氧树脂乳液。
本发明在N2保护下，将缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物混合，得到混合液。
在本发明中，所述缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物的摩尔比优选为0.5～2:1，更优选为0.8～1.2:1。
在本发明中，所述缩水甘油醚类化合物优选为单缩水甘油醚类化合物、二缩水甘油醚类化合物或液体双酚A型环氧树脂。
在本发明中，所述聚氧化乙烯类化合物为聚乙二醇或聚丙二醇，所述聚乙二醇的平均分子量优选为800～8000，所述聚丙二醇的平均分子量优选为1000～8000。
本发明对所述缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物样品的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述混合优选为加热使缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物完全溶解，所述加热的温度优选为100℃。
得到混合液后，本发明将所述混合液与催化剂混合后进行聚合反应，得到乳化剂。
在本发明中，所述催化剂优选为三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙胺络合物或过硫酸钾。在本发明中，所述催化剂的添加量优选为1000ppm～3000ppm。
在本发明中，所述催化剂优选在搅拌条件下加入，所述搅拌的转速优选为1000～5000rpm，更优选为1500～3000rpm。
本发明中，所述聚合反应的温度优选为120～200℃，更优选为160～180℃；聚合反应的时间优选为4～6h，更优选为4.5～5h。
在本发明，所述催化剂对聚氧化乙烯化合物和缩水甘油醚聚合反应起促进作用。本发明对所述催化剂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本发明中，以缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物为反应物，加入催化剂制备得到乳化剂，所述乳化剂HLB值优选为8～20，在乳化剂中引入了类环氧链段，与双酚A环氧树脂有较好的相似相容性，提高了水性环氧树脂的稳定性。
得到乳化剂后，本发明将所述乳化剂与双酚A环氧树脂混合，得到环氧树脂乳液。
在本发明中，所述双酚A环氧树脂的环氧值优选0.1～0.59，更优选为0.2～0.54。
在本发明中，所述乳化剂和双酚A环氧树脂的质量比优选为1～3:10，更优选为1.5～2:10。
在本发明中，所述混合优选在低温下进行高速搅拌。在本发明中，所述低温优选为20～80℃，所述高速搅拌的转速优选为1000～5000rpm，更优选为1500～3000rpm。
在本发明中，所述双酚A环氧树脂与乳化剂有很好的相似相容性，提高了水性环氧树脂的稳定性。本发明对所述双酚A环氧树脂的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
得到环氧树脂乳液后，本发明在搅拌条件下，向所述环氧树脂乳液中滴加水，得到水性环氧树脂乳液。
在本发明中，所述水的用量优选为双酚A环氧树脂质量的50～100％；所述滴加的时间优选为0.5h。本发明中，所述水优选为去离子水；在本发明中，所述水是作为溶剂。
在本发明中，所述搅拌的转速优选为1000～5000rpm，更优选为1500～3000rpm；所述搅拌的时间从滴加开始计搅拌时间，优选为0.5h～2h，更优选为0.5～1h。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的水性环氧树脂乳液，所述环氧树脂乳液固含量为50～75％。
下面结合实施例对本发明提供的水性环氧树脂乳液及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1)在N2保护下，按照摩尔比0.5:1，将40g 1,4-丁二醇二缩水甘油醚与3200g聚乙二醇(平均分子量8000)混合，并加热至100℃使其完全溶解，得到混合液；
2)将所述步骤1)得到的混合液与9.72g过硫酸钾(3000ppm)混合，并保持搅拌，200℃保温反应6h得到乳化剂，经测量乳化剂HLB值为8；
3)按照质量比3:10称量60g步骤2)得到的乳化剂与200g双酚A环氧树脂(环氧值为0.59)混合，并在50℃下进行高速搅拌，转速为5000rpm，得到环氧树脂乳液；
4)在步骤3)得到环氧树脂乳液中，0.5h内边滴加200g去离子水边保持高速搅拌，2h后得到水性环氧树脂乳液产物，固含量为52％。
实施例2
1)在N2保护下，按照摩尔比1:1，将164g邻甲苯基缩水甘油醚与2000g聚丙二醇(平均分子量2000)混合，并加热至100℃使其完全溶解，得到混合液；
2)将所述步骤1)得到的混合液与4.328g三氟化硼乙胺络合物(2000ppm)混合，并保持搅拌，120℃保温反应6h得到乳化剂，经测量乳化剂HLB值为16；
3)按照质量比2:10称量20g步骤2)得到的乳化剂与100g双酚A环氧树脂(环氧值为0.51)混合，并在20℃下进行高速搅拌，转速为1000rpm，得到环氧树脂乳液；
4)在步骤3)得到环氧树脂乳液中，0.5h内边滴加50g去离子水边保持高速搅拌，0.5h后得到水性环氧树脂乳液产物，固含量为70％。
实施例3
1)在N2保护下，按照摩尔比1.5:1，将59g双酚A型环氧树脂(E51)与400g聚丙二醇(平均分子量4000)混合，并加热至100℃使其完全溶解，得到混合液；
2)将所述步骤1)得到的混合液与1.377g三氟化硼乙醚络合物(3000ppm)混合，并保持搅拌，180℃保温反应5h得到乳化剂，经测量乳化剂HLB值为15；
3)按照质量比3:10称量30g步骤2)得到的乳化剂与100g双酚A环氧树脂(环氧值为0.1)混合，并在80℃下进行高速搅拌，转速为4000rpm，得到环氧树脂乳液；
4)在步骤3)得到环氧树脂乳液中，0.5h内边滴加50g去离子水边保持高速搅拌，1h后得到水性环氧树脂乳液产物，固含量为72％。
实施例4
1)在N2保护下，按照摩尔比2:1，将114g烯丙基缩水甘油醚与400g聚乙二醇(平均分子量800)混合，并加热至100℃使其完全溶解，得到混合液；
2)将所述步骤1)得到的混合液与0.51g三氟化硼乙醚络合物(1000ppm)混合，并保持搅拌，145℃保温反应4h得到乳化剂，经测量乳化剂HLB值为20；
3)按照质量比1:10称量20g步骤2)得到的乳化剂与200g双酚A环氧树脂(环氧值为0.44)混合，并在50℃下进行高速搅拌，转速为2500rpm，得到环氧树脂乳液；
4)在步骤3)得到环氧树脂乳液中，0.5h内边滴加100g去离子水边保持高速搅拌，2h后得到水性环氧树脂乳液产物，固含量为68％。
表1为实施例1～4制备得到的水性环氧树脂乳液样品在常温和烘箱中放置60天后的现象，由表1可以看出，本发明制得的水性环氧树脂乳液常温和烘箱中放置60天后均稳定分散，未出现水乳分层、浑浊不清等现象。
表1为实施例1～4制得的水性环氧树脂乳液在常温和烘箱中放置60天后的现象
样品名称 室温放置60天(20℃) 烘箱放置60天(60℃)
实施例1 稳定分散 轻微分层
实施例2 稳定分散 稳定分散
实施例3 稳定分散 稳定分散
实施例4 稳定分散 稳定分散
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水性环氧树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)在N2保护下，将缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物混合，得到混合液；
2)将所述步骤1)得到的混合液与催化剂混合后进行聚合反应，得到乳化剂；
3)将所述步骤2)得到的乳化剂与双酚A环氧树脂混合，得到环氧树脂乳液；
4)在搅拌条件下，向所述步骤3)得到的环氧树脂乳液中滴加水，得到水性环氧树脂乳液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中缩水甘油醚类化合物与聚氧化乙烯类化合物的摩尔比为0.5～2:1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中缩水甘油醚类化合物为单缩水甘油醚类化合物、二缩水甘油醚类化合物或液体双酚A型环氧树脂。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中聚氧化乙烯类化合物为聚乙二醇或聚丙二醇。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中催化剂为三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙胺络合物或过硫酸钾。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中聚合反应的温度为120～200℃，聚合反应的时间为4～6h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中双酚A环氧树脂的环氧值为0.1～0.59。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中乳化剂和双酚A环氧树脂的质量比为1～3:10。
9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中水的用量为双酚A环氧树脂质量的50～100％。
10.权利要求1～9任意一项所述制备方法制得的水性环氧树脂乳液，所述水性环氧树脂乳液的固含量为50～75％。
CN201810988544.1A 2018-08-28 2018-08-28 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法 Pending CN109021254A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810988544.1A CN109021254A (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810988544.1A CN109021254A (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109021254A true CN109021254A (zh) 2018-12-18

Family

ID=64624976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810988544.1A Pending CN109021254A (zh) 2018-08-28 2018-08-28 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109021254A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922602A (zh) * 2019-11-13 2020-03-27 广州化工研究设计院有限公司 一种两亲性嵌段聚合物以及包含该聚合物的水性环氧树脂乳液
CN114746467A (zh) * 2019-11-18 2022-07-12 巴斯夫欧洲公司 环氧树脂乳化剂、包含其的水性环氧树脂分散体及其制备方法
CN115960370A (zh) * 2022-12-27 2023-04-14 江苏扬农锦湖化工有限公司 一种水性环氧树脂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002088229A (ja) * 2000-09-18 2002-03-27 Asahi Denka Kogyo Kk 水性樹脂組成物
CN101497737A (zh) * 2008-02-02 2009-08-05 中国石油化工集团公司 一种水性环氧树脂的制备方法
CN102161731A (zh) * 2010-09-30 2011-08-24 山东斯泰普力高新建材有限公司 水性环氧树脂乳液的制备方法及其应用方法
CN102229701A (zh) * 2011-05-13 2011-11-02 湖南大学 一种非离子型水性环氧树脂乳液及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002088229A (ja) * 2000-09-18 2002-03-27 Asahi Denka Kogyo Kk 水性樹脂組成物
CN101497737A (zh) * 2008-02-02 2009-08-05 中国石油化工集团公司 一种水性环氧树脂的制备方法
CN102161731A (zh) * 2010-09-30 2011-08-24 山东斯泰普力高新建材有限公司 水性环氧树脂乳液的制备方法及其应用方法
CN102229701A (zh) * 2011-05-13 2011-11-02 湖南大学 一种非离子型水性环氧树脂乳液及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕鑫: "水性环氧树脂的制备及其性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110922602A (zh) * 2019-11-13 2020-03-27 广州化工研究设计院有限公司 一种两亲性嵌段聚合物以及包含该聚合物的水性环氧树脂乳液
CN114746467A (zh) * 2019-11-18 2022-07-12 巴斯夫欧洲公司 环氧树脂乳化剂、包含其的水性环氧树脂分散体及其制备方法
CN115960370A (zh) * 2022-12-27 2023-04-14 江苏扬农锦湖化工有限公司 一种水性环氧树脂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109021254A (zh) 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法
CN106987194A (zh) 一种非离子型水性环氧树脂乳液和非离子型水性环氧固化剂及其制法与水性环氧树脂清漆
CN103502300B (zh) 多官能伯胺，其制备方法，及其用途
CN105801868B (zh) 一种双官能度环氧树脂乳化剂及乳液的制备方法
CN101117390B (zh) 水性环氧乳液的制备方法
CN107033739B (zh) 涂膜柔韧性可调控的非离子型水性环氧乳液及其制备方法
CN101899196A (zh) 一种水性酚醛环氧树脂乳液及其制备方法
CN108341928A (zh) 一种水性环氧固化剂的制备方法
CN104781348B (zh) 多官能化伯胺的含水分散体，它的制备方法及其用途
CN106046325B (zh) 一种水性环氧固化剂及水性环氧车架漆
CN107903764A (zh) 一种长效型水性环氧富锌防腐底漆及其涂装方法
CN103497338A (zh) 水性环氧涂料中离子型环氧树脂专用乳化剂的制备及应用方法
CN107325265A (zh) 一种自乳化非离子型水性环氧固化剂
CN104508016B (zh) 环氧树脂和硅烷含水共分散体及其用途
CN106543865B (zh) 一种水性环氧涂料的制备方法
CN109384907A (zh) 一种水性环氧固化剂的制备方法
CN106317381B (zh) 一种水性环氧固化剂及其制备方法
CN107629640A (zh) 一种农机用防锈底漆及其制备方法
CN108003325A (zh) 一种高分子水性环氧树脂的制备方法及其制得的树脂和用途
EP2107075B1 (de) Emulgatoren für Epoxidharze
CN105131305B (zh) 水性超支化聚合物乳化剂及制备水性环氧树脂乳液的用途
CN114686069B (zh) 聚丙烯酸酯树脂改性水性环氧乳液及其制备方法
CN105482618B (zh) 一种水性环氧地坪涂料及其制备方法
CN108774298A (zh) 一种低泡分散剂及其制备方法
CN108610813A (zh) 一种水性涂料及其制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181218

RJ01 Rejection of invention patent application after publication