CN111423782A - 水溶性环氧涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水溶性环氧涂料组合物，其包含水分散型环氧类胺树脂及水分散型环氧树脂。本发明的水溶性环氧涂料组合物，包含：主剂，其包含水分散型环氧类胺树脂；以及固化剂，其包含水分散型环氧树脂，所述主剂及固化剂的挥发性有机化合物含量为0至15g/L，利用气味测量装置OMX‑SR测量的气味强度为0至30。

Description

水溶性环氧涂料组合物

技术领域

本发明涉及一种水溶性环氧涂料组合物。

背景技术

制备环氧涂料组合物时通常使用将环氧树脂或胺树脂强制分散于水溶性溶剂来实现乳化或分散的方法。并且，为了改善涂料及涂膜的物性，所添加的分散剂、消泡剂、流平剂等添加剂中也含有溶剂。由于这些溶剂中含有挥发性有机化合物(VOC)，因此在环境装置不完善之处进行涂装，会产生大量VOC，造成环境污染。

VOC在被排出之后，在大气中引起光化学反应，从而生成臭氧等光化学氧化性物质，或诱发光化学雾霾。并且，还存在残留在产品中产生恶臭的问题。尤其，当该涂料用于半导体晶圆、显示器等时，会在产品表面产生斑点，从而提高不良率。

作为用于解决上述问题的方法，以水为溶剂替代有机溶剂的涂料、使用特定种类添加剂的涂料、完全不使用溶剂的粉体涂料等正在被研发。

作为一例，韩国授权专利第10-1459263号公开了一种包含环氧树脂、胺树脂及液态电气石的环氧树脂涂料组合物。然而，所述涂料由于使用有机溶剂，因此VOC含量依然很高，并且存在光泽等物性也较差的问题。

因此，依然需要一种环氧涂料组合物，其VOC含量减少以解决环境污染问题，与此同时，外观特性、机械物性等涂料通常所需的物性也优异。

发明内容

发明要解决的问题

本发明提供一种水溶性环氧涂料组合物，其特征在于，VOC含量及气味强度非常低。

解决问题的方案

本发明提供一种水溶性环氧涂料组合物，其包含：主剂，其包含水分散型环氧类胺树脂；以及固化剂，其包含水分散型环氧树脂，所述主剂及固化剂的VOC含量为0至15g/L，气味强度(OMX-SR)为0至30。

发明效果

本发明提供一种环保的水溶性环氧涂料组合物，其特征在于，VOC含量及气味强度低。采用根据本发明的涂料，能够降低制造半导体晶圆和显示器时与VOC相关的产品不良率。并且，本发明的涂料在涂装过程和涂装结束后不会产生恶臭，因此不仅有利于涂装施工工人的健康，而且还可用于对恶臭敏感的公寓、医院等现场的地面。

具体实施方式

下面，对本发明进行详细说明。然而，并不限定于下述内容，可以根据需要对各组成因素进行多种变形或选择性混用。因此，可以理解为包括在本发明思想及技术范围以内的所有改变、等价物以及代替物均属于本发明。

根据本发明的水溶性环氧涂料组合物包含：主剂，其包含水分散型环氧类胺树脂；以及固化剂，其包含水分散型环氧树脂。本发明的水溶性环氧涂料组合物的组成如下。

水分散型环氧类胺树脂

根据本发明的水溶性环氧涂料组合物包含水分散型环氧类胺树脂作为主剂。所述环氧类胺树脂的作用在于，与固化剂反应而形成涂膜，赋予光泽，并且提供高耐蚀性、加工性、耐药品性、硬度以及贴附性等涂膜的基本物性。

所述环氧类胺树脂可以由胺化合物和环氧树脂制备。

所述胺化合物不受特别限定，例如可以使用丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、间苯二甲胺以及异佛尔酮二胺中的一种以上胺化合物。

所述环氧树脂只要是本领域已知的常规环氧树脂即可，不受特别限定。可使用的环氧树脂的非限制性举例有：双酚A型环氧树脂、甲酚醛环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂、芳香烃甲醛树脂改性苯酚树脂型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂、四苯乙烷型环氧树脂、双环戊二烯-苯酚加成反应型环氧树脂或它们的混合态等。

所述环氧类胺树脂的胺值为120至200mgKOH/g，例如可以为140至175mgKOH/g。当所述胺值小于120mgKOH/g时，涂膜的贴附性和光泽等会出现问题，当超过200mgKOH/g时，涂膜的加工性和强度会下降。

所述环氧类胺树脂的活性氢当量不受特别限定，可以为100至300g/eq，例如可以为120至240g/eq。所述环氧类胺树脂的粘度(25℃)不受特别限定，可以为1000至10000cps，例如可以为2000至5000cps，固体含量可以为40至70％，例如可以为45至60％。

并且，所述环氧类胺树脂的VOC含量为0至15g/L，例如可以为0至5g/L，气味强度(OMX-SR)为0至30，例如可以为0至15。

所述环氧类胺树脂的含量不受特别限定，以水溶性环氧涂料组合物总重量计，其含量可以为1至50重量％，例如5至35重量％。当所述环氧类胺组合物的含量属于前述范围时，涂膜的基本物性良好，并且气味强度特性优异。

水分散型环氧树脂

根据本发明的水溶性环氧涂料组合物包含水分散型环氧树脂作为固化剂。

所述环氧树脂只要是本领域已知的常规环氧树脂即可，不受特别限定。可使用的环氧树脂的非限定性举例有：双酚A型环氧树脂、甲酚醛环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂、芳香烃甲醛树脂改性苯酚树脂型环氧树脂、三苯甲烷型环氧树脂、四苯乙烷型环氧树脂、双环戊二烯-苯酚加成反应型环氧树脂或它们的混合态等。

所述环氧树脂的环氧当量不受特别限定，可以为100至300g/eq，例如可以为190至210g/eq。当所述环氧当量属于前述范围时，能够提高涂膜的固化度。

所述环氧树脂的粘度(25℃)不受特别限定，可以为1000至10000cps，例如可以为4000至6000cps，固体含量可以为60至80％，例如可以为65至75％。

并且，所述环氧树脂的VOC含量为0至15g/L，例如可以为0至5g/L，气味强度(OMX-SR)为0至30，例如可以为0至15。

所述环氧树脂的含量，以水溶性环氧涂料组合物总重量计，可以为1至65重量％，例如可以为5至50重量％。当所述环氧树脂的含量少于1重量％时，在固化性和成形性方面可能出现问题，当超过65重量％时，因吸湿量增加而可靠性会下降，并且强度会相对下降。

溶剂

本发明的水溶性环氧涂料组合物还可以包含溶剂。所述溶剂起到的作用在于，调节组合物的粘度、分散性等。

所述溶剂可以使用水，例如可以使用离子水、纯水、超纯水、蒸馏水等。

所述溶剂的含量可以为使所述水溶性环氧涂料组合物总重量达到100重量％的量，例如以组合物总重量计，可以为0.5至20重量％。当所述溶剂的含量属于前述范围时，VOC的含量及气味强度低，故施工效率上升，并且能够防止环境污染。

分散剂

本发明的水溶性环氧涂料组合物在不妨碍所述组合物固有特性的范围以内可以还包含环氧涂料领域通常使用的分散剂。所述分散剂起到的作用在于，提高组合物的流动性和分散性。

这种分散剂具体举例可以为阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、两性离子型分散剂、非离子型分散剂或它们的混合物等。所述分散剂的非限制性举例有：聚磷酸盐、聚羧酸盐、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚硫酸酯盐、烷基二苯醚二磺酸盐、聚丙烯酸钠盐、苯乙烯-马来酸共聚物的半酯的铵盐等。

所述分散剂使用酸价为50至100mgKOH/g，例如65至85mgKOH/g的分散剂。此外，所述分散剂可以使用pH为6至10，例如7至9的、粘度(25℃)为500至5000mPa·s，例如1000至4000mPa·s的分散剂。

所述分散剂的含量，以组合物总重量计，可以为0.1至10重量％，例如可以为0.5至6重量％。当所述分散剂的含量少于0.1重量％时，流动性和分散性会下降，当超过10重量％时，涂膜的耐水性和消泡性会下降。

添加剂

本发明的水溶性环氧涂料组合物在不妨碍所述组合物固有特性的范围以内可以还包含环氧涂料领域通常使用的添加剂。

本发明中可使用的添加剂的非限制性举例有：消泡剂、体质颜料、流平剂、调色剂、表面改性剂、附着性改善剂、阻燃剂、光吸收剂、干燥剂、吸湿剂等。本发明的水溶性环氧涂料组合物可以包含不含有有机溶剂的添加剂。

消泡剂起到的作用在于，形成涂膜时抑制气泡产生。所述消泡剂可以不受限制地使用本领域公知的成分，例如可以使用硅系消泡剂和非硅系消泡剂中的一种以上。

所述消泡剂的含量，以涂料组合物总重量计，可以为0.1至10重量％，当所述消泡剂的含量属于前述范围时，能够有效去除气泡，同时还能够确保涂膜的优异物性。

体质颜料起到的作用在于，填充涂膜中的气孔，完善涂膜的形成，赋予涂膜厚涂性或机械性质。所述体质颜料可以不受限制地使用环氧涂料领域通常使用的成分。

所述体质颜料的非限制性举例有：碳酸钙、长石、硫酸钡、二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、二氧化钛、碳酸镁、氧化铝、云母、硅灰石、滑石、氮化铝、氧化铝等，这些可以单独使用，或两种以上混合使用。

所述体质颜料的平均粒径不受特别限制，例如可以为0.1至10μm，例如可以为0.5至2μm。并且，所述体质颜料的形状可以为球形或无定形，对此不受特别限定。

所述体质颜料的含量，以涂料组合物总重量计，可以为1至30重量％。当所述体质颜料的含量少于1重量％时，材料的遮蔽率会下降，当超过30重量％时，涂膜的贴附性会下降。

流平剂起到的作用在于，提高涂膜的平滑度。这种流平剂可以不受限制地使用本领域通常使用的成分，例如，丙烯酸类、硅类、聚酯类、胺类流平剂等，对此不受特别限定。所述流平剂的含量，以涂料组合物总重量计，可以为0.1至5重量％。

调色剂是为了赋予涂料既定的颜色而使用的。所述调色剂可以不受限制地使用环氧涂料领域通常使用的成分。作为一例，可以使用水性调色剂，这种情况下，可以防止产生VOC，与水溶性涂料的相容性良好，并且几乎不出现颜色分离、变色。所述调色剂的含量，以涂料组合物总重量计，可以为1至40重量％。

本发明的涂料组合物可以通过本领域公知的常规方法制备。作为一例，可以分别准备具有前述组成的水分散型环氧类胺树脂、水分散型环氧树脂，并根据需要分别准备溶剂(水)、分散剂、消泡剂、体质颜料和水性调色剂，然后混合它们而制备。

根据本发明的涂料组合物可以通过混合主剂和固化剂来制备。就本发明的主剂而言，VOC含量为0至15g/L，例如可以为0至5g/L，气味强度(OMX-SR)为0至30，例如可以为0至15。就本发明的固化剂而言，VOC含量为0至15g/L，例如可以为0至5g/L，气味强度(OMX-SR)为0至30，例如可以为0至15。

下面，通过实施例对本发明进行具体说明。然而，下述实施例仅用于帮助理解本发明，本发明的范围在任何意义上都不能限定于实施例。

[实施例1-4及比较例1-3]

按照下列表1中记载的组成，对水分散型环氧类胺树脂、水分散型环氧树脂、分散剂、添加剂和水进行混合而制备实施例1-4和比较例1-3的水溶性环氧涂料组合物。下列表1中各成分的使用量单位为重量份。

利用气相色谱分析(Gas Chromatography，GC)对分别制得的主剂和固化剂中的VOC含量进行了测量。对于气味强度，开封被密封的组合物后立即利用气味测量装置OMX-SR进行了测量。

【表1】

环氧类胺树脂1：改性聚胺(Modified polyamine，SH875W，Sejin ENC，胺值157.5mgKOH/g，活性氢当量120g/eq，粘度(25℃)2500cps，固体含量50％)

环氧类胺树脂2：改性脂肪族胺(Modified aliphatic amine，ANQUAMINE401，赢创(Evonik)，胺值255mgKOH/g，活性氢当量200g/eq，粘度(25℃)10000cps，固体含量70％)

环氧类胺树脂3：曼尼希碱加合物(Mannich base adduct，ANQUAMINE287，赢创(Evonik)，胺值165mgKOH/g，活性氢当量240g/eq，粘度(25℃)900cps，固体含量50％)

环氧类胺树脂4：聚氨基酰胺水溶液(Polyaminoamide aqueous solution，ARADUR340，亨斯迈(Huntsman)，胺值390mgKOH/g，活性氢当量113g/eq，粘度(25℃)20000cps，固体含量50％)

分散剂1：BYK194N，BYK

分散剂2：TEGO660C，赢创(Evonik)

消泡剂1：硅类(FOAMEX810，赢创(Evonik))

消泡剂2：非硅类(BYK012，BYK)

体质颜料：硫酸钡(Barium sulfate)

流平剂：聚醚改性硅氧烷(Polyether modified siloxane)

水性调色剂：颜料绿7(巴斯夫(BASF))

环氧树脂1：BPA液态乳液(BPA liquid emulsion，SR827W，Sejin ENC，环氧当量200g/eq，粘度(25℃)5500cps，固体含量70％)

环氧树脂2：BPA固体乳液(BPA solid emulsion，EM-101-50，Kukdo Chemical，环氧当量500g/eq，粘度(25℃)5500cps，固体含量47％)

环氧树脂3：BPA液态乳液(BPAliquid emulsion，KEM-128，Kukdo Chemical，环氧当量200g/eq，粘度(25℃)5500cps，固体含量70％)

[物性评价]

对实施例1-4和比较例1-3中分别制备的涂料组合物的物性进行了如下测量，然后将其结果表示在下列表2中。其中，涂料组合物为将主剂和固化剂以重量比1.7：1混合的涂料组合物。

遮蔽率

依据ASTMD5150进行了测量。

光泽

依据ASTMD523，在测量角60°处对光泽进行了测量。

(优异：测量值>85，良好：80<测量值≤85，普通：75<测量值≤80，不良：测量值≤75)

VOC含量

利用气象色谱分析(GC)测量了VOC含量。

气味强度

开封被密封的原料后立即利用气味测量装置OMX-SR(神荣(Shinyei))，使原料与测量传感器间隔约2cm，测量了气味强度。

【表2】

如所述表2所示，根据本发明的实施例1-4的涂料组合物，相比于比较例1-3，整体物性优异。尤其，可以确定，使用根据本发明的主剂及固化剂的实施例1-4的涂料组合物，VOC含量非常低，并且显示出优异的气味强度特性。

Claims (5)

1.一种水溶性环氧涂料组合物，

包含：

主剂，其包含水分散型环氧类胺树脂；以及

固化剂，其包含水分散型环氧树脂，

所述主剂及固化剂的挥发性有机化合物含量为0至15g/L，利用气味测量装置OMX-SR测量的气味强度为0至30。

2.根据权利要求1所述的水溶性环氧涂料组合物，其中，

所述环氧类胺树脂的胺值为120至200mgKOH/g，活性氢当量为100至300g/eq，25℃下的粘度为1000至10000cps，固体含量为40至70％。

3.根据权利要求1所述的水溶性环氧涂料组合物，其中，

所述环氧树脂的环氧当量为100至300g/eq，25℃下的粘度为1000至10000cps，固体含量为60至80％。

4.根据权利要求1所述的水溶性环氧涂料组合物，其中，

所述环氧涂料还包含分散剂，所述分散剂的酸价为50至100mgKOH/g，pH为6至10，25℃下的粘度为500至5000mPa·s。

5.根据权利要求1所述的水溶性环氧涂料组合物，其中，

以所述水溶性环氧涂料组合物总重量计，包含1至50重量％的所述环氧类胺树脂及1至65重量％的环氧树脂。