CN113801540A - 环氧树脂乳液及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及绝缘漆领域，公开了一种环氧树脂乳液及其制备方法与应用，该环氧树脂乳液中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：聚丙烯酸酯15‑35份，胺类固化剂0.5‑3份，环氧树脂40‑65份，非离子乳化剂5‑20份，助剂5‑25份，水80‑120份；其中，所述聚丙烯酸酯含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：丙烯酸5‑20份，丙烯酸丁酯20‑35份，丙烯酸羟丙酯10‑25份，甲基丙烯酸甲酯5‑20份，丙二醇甲醚80‑120份，过氧化苯甲酰0.5‑2.5份。本发明提供的环氧树脂乳液，具有良好的流平性和成膜性。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘漆领域，具体涉及一种环氧树脂乳液、一种制备环氧树脂乳液的方法以及环氧树脂乳液在水性绝缘漆中的应用。
背景技术
绝缘漆主要应用于电气绝缘领域，主要用于保护电机不受腐蚀生锈，提供稳定的磁通量以及提供绝缘性能。目前绝缘漆主要用环氧树脂、醇酸、聚酯等树脂作为成膜物质，其大多为溶剂型双组份。
环氧树脂具有化学稳定性好、粘结性强、电绝缘性能等特点，目前环氧树脂乳液主要通过机械法和相反转法制备得到，但在其制备过程中，乳胶粒子悬浮在水中，在较低的固含量情况下，导致环氧树脂乳液流平性差，不易成膜。并且现有的环氧树脂乳液的制备方法中，常用的乳化剂多为非离子型乳化剂，易溶于醇醚类成膜助剂，乳液中加入成膜助剂会导致破乳分层，从而导致得到的环氧树脂乳液流平性差、成膜性差，从而防锈性能较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的环氧树脂乳液的流平性、成膜性差的缺陷。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种环氧树脂乳液，该环氧树脂乳液中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：
聚丙烯酸酯15-35份，胺类固化剂0.5-3份，环氧树脂40-65份，非离子乳化剂5-20份，助剂5-25份，水80-120份；
其中，所述聚丙烯酸酯含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：丙烯酸5-20份，丙烯酸丁酯20-35份，丙烯酸羟丙酯10-25份，甲基丙烯酸甲酯5-20份，丙二醇甲醚80-120份，过氧化苯甲酰0.5-2.5份。
本发明第二方面提供一种制备环氧树脂乳液的方法，将第一方面所述的环氧树脂乳液中的各组分进行混合，所述混合的方法包括：
(1)在搅拌I存在下，将聚丙烯酸酯与胺类固化剂进行中和后的产物与与环氧树脂、非离子乳化剂进行第一接触，得到中间体I；
(2)在搅拌II的存在下，将所述中间体I与水进行第二接触后得到的产物继续与助剂进行第三接触，得到所述环氧树脂乳液。
本发明第三方面提供一种第二方面所述的方法制备得到的环氧树脂乳液。
本发明第四方面提供一种第三方面所述的环氧树脂乳液在水性绝缘漆中的应用。
本发明提供的环氧树脂乳液，通过引入聚丙烯酸酯作为阴离子乳化剂，协同非离子乳化剂乳化环氧树脂，提高了环氧树脂乳液的耐溶剂性，并且通过加入助剂，提高了环氧树脂乳液的流平性、成膜性。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明第一方面提供了一种环氧树脂乳液，该环氧树脂乳液中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：
聚丙烯酸酯15-35份，胺类固化剂0.5-3份，环氧树脂40-65份，非离子乳化剂5-20份，助剂5-25份，水80-120份；
其中，所述聚丙烯酸酯含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：丙烯酸5-20份，丙烯酸丁酯20-35份，丙烯酸羟丙酯10-25份，甲基丙烯酸甲酯5-20份，丙二醇甲醚80-120份，过氧化苯甲酰0.5-2.5份。
优选地，该环氧树脂乳液中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：
聚丙烯酸酯20-30份，胺类固化剂1-2份，环氧树脂50-60份，非离子乳化剂10-15份，助剂10-20份，水90-110份；
其中，所述聚丙烯酸酯含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：丙烯酸10-15份，丙烯酸丁酯25-30份，丙烯酸羟丙酯15-20份，甲基丙烯酸甲酯10-15份，丙二醇甲醚90-110份，过氧化苯甲酰1-2份。发明人发现在该优选情况下，制备得到的环氧树脂乳液的流平性和成膜性更好。
优选情况下，所述胺类固化剂选自二甲基乙醇胺、三乙胺、AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇)中的至少一种。
优选情况下，所述环氧树脂的环氧值为0.41-0.47。
更优选地，所述环氧树脂选自江苏三木集团有限公司的牌号6101、巴陵石化公司环氧树脂厂的牌号CYD144、昆山南亚电子材料有限公司的牌号NPEL128s中的至少一种。
优选情况下，所述非离子乳化剂选自聚乙二醇-环氧类乳化剂。
更优选地，所述非离子乳化剂选自南通辰润化工有限公司的牌号PEG-6000、深圳市祥润新材料有限公司的牌号SR-50中的至少一种。
优选情况下，所述助剂选自乙二醇单丁醚。
根据一种优选的具体实施方式，所述聚丙烯酸酯由至少包括以下步骤的方法制备得到：
a：将丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯与过氧化苯甲酰进行第一混合，得到混合单体；
b：将丙二醇甲醚与过氧化苯甲酰进行第二混合后继续滴加所述混合单体，滴加完毕后保温，得到所述聚丙烯酸酯；
其中，步骤a和步骤b中各自过氧化苯甲酰的用量比为4:1。
优选地，所述第一混合的时间为30-60min，温度为20-30℃。
优选地，所述第二混合的温度为85-89℃。
优选地，滴加所述混合单体的时间为3-4h，保温的时间为2-3h。
如前所述，本发明第二方面提供了一种制备环氧树脂乳液的方法，将第一方面所述的环氧树脂乳液中的各组分进行混合，所述混合的方法包括：
(1)在搅拌I存在下，将聚丙烯酸酯与胺类固化剂进行中和后的产物与与环氧树脂、非离子乳化剂进行第一接触，得到中间体I；
(2)在搅拌II的存在下，将所述中间体I与水进行第二接触后得到的产物继续与助剂进行第三接触，得到所述环氧树脂乳液。
优选地，所述搅拌I的转速为500-1000rpm，所述搅拌II的转速为2500-3000rpm。
优选地，所述中和的时间为5-10min，温度为50-60℃。
优选地，所述第一接触的时间为30-60min，温度为20-30℃。
优选地，所述第三接触的时间为20-40min，温度为20-30℃。
优选地，所述第二接触至少包括以下步骤：将水分成4份，将所述中间体I与第一份水搅拌5-15min后，继续加入第二份重量份水，发生相反转后，再继续加入第三份水搅拌0.5-1.5h。
优选地，在步骤(2)中，将所述助剂与第四份水混合后再进行所述第三接触。
优选地，所述第一份水的用量为水的总重量份的1/5，第二份水的用量为水的总重量份的1/5，第三份水的用量为水的总重量份的2/5，第四份水的用量为水的总重量份的1/5。
本发明中，所述相反转是指油相包裹水相转变为水相包裹油相的过程。
如前所述，本发明第三方面提供了一种由第二方面所述的方法制备得到的环氧树脂乳液。
如前所述，本发明第四方面提供了一种环氧树脂乳液在水性绝缘漆中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均为市售品。
在没有特别说明的情况下，以下所述每重量份为1g。
环氧树脂：牌号6101，购自江苏三木集团有限公司；
非离子乳化剂：牌号PEG-6000，购自南通辰润化工有限公司；
丙烯酸：购自山东创赢化工有限公司；
丙烯酸丁酯：购自山东创赢化工有限公司；
丙烯酸羟丙酯：购自山东创赢化工有限公司；
甲基丙烯酸甲酯：购自山东创赢化工有限公司；
过氧化苯甲酰：广州市江顺化工科技有限公司；
二甲基乙醇胺：购自山东创赢化工有限公司。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的环氧树脂乳液按照表1中的配方和工艺参数，并按如下所述的方法制备；
所述制备环氧树脂乳液的方法包括以下步骤：
聚丙烯酸酯合成：
a：将丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯与过氧化苯甲酰进行第一混合，得到混合单体；
b：在反应釜中加入丙二醇甲醚，升温至87℃，加入过氧化苯甲酰进行第二混合，混合完毕后，继续滴加步骤a中的混合单体3h，滴加完毕后保温3h，得到聚丙烯酸酯；
环氧树脂乳液的合成
(1)在搅拌I存在下(2500-3000rpm)，将前述制备得到的聚丙烯酸酯与二甲基乙醇胺进行中和后，依次加入环氧树脂、非离子乳化剂(PEG-6000)进行第一接触，得到中间体I；
(2)将水分成4份(其中，第一份水的用量为水的总重量份的1/5，第二份水的用量为水的总重量份的1/5，第三份水的用量为水的总重量份的2/5，第四份水的用量为水的总重量份的1/5)，在搅拌II的存在下(3000rpm)，向步骤(1)中得到的中间体I中缓慢加入第一份水搅拌10min后，继续加入第二份水，发生相反转后，再继续加入第三份水搅拌1h，再将第四份水与乙二醇单丁醚混合后，缓慢加入，搅拌30min，得到环氧树脂乳液，命名为S1。
在没有特别说明的情况下，其余实施例和对比例采用与实施例1相同的流程进行，不同的是所采用的环氧树脂乳液的各组成和工艺参数不同，具体参见表1中。
表1
表1(续)
测试例
将实施例和对比例制备得到的各个环氧树脂乳液进行性能测试，具体测试结果见表2。
浸漆烘干测试：使用普通串激定子沉浸10min，沥干5min，置于100℃鼓风烘箱中烘烤2h。
盐雾测试：按GB/T 2423.17-2008进行盐雾测试4h。
表2
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 浸漆烘干测试 | 线圈硬度高 | 线圈硬度高 | 线圈硬度高 | 线圈硬度高 | 线圈硬度高 |
| 盐雾测试 | 1.5h | 1h | 1.2h | 1.3h | 1.7h |
表2(续)
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 浸漆烘干测试 | 线圈硬度高 | 线圈硬度高 | 线圈硬度高 |
| 盐雾测试 | 2.5h | 4h | 3.5h |
通过表2的结果可以看出，本发明制备得到的环氧树脂乳液具有良好的流平性和成膜性，应用于绝缘漆时耐腐蚀性能优异。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种环氧树脂乳液，其特征在于，该环氧树脂乳液中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：
聚丙烯酸酯15-35份，胺类固化剂0.5-3份，环氧树脂40-65份，非离子乳化剂5-20份，助剂5-25份，水80-120份；
其中，所述聚丙烯酸酯含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：丙烯酸5-20份，丙烯酸丁酯20-35份，丙烯酸羟丙酯10-25份，甲基丙烯酸甲酯5-20份，丙二醇甲醚80-120份，过氧化苯甲酰0.5-2.5份。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂乳液，其特征在于，该环氧树脂乳液中含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：
聚丙烯酸酯20-30份，胺类固化剂1-2份，环氧树脂50-60份，非离子乳化剂10-15份，助剂10-20份，水90-110份；
其中，所述聚丙烯酸酯含有各自独立保存或两者以上混合保存的以下重量份的各组分：丙烯酸10-15份，丙烯酸丁酯25-30份，丙烯酸羟丙酯15-20份，甲基丙烯酸甲酯10-15份，丙二醇甲醚90-110份，过氧化苯甲酰1-2份。
3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂乳液，其特征在于，所述胺类固化剂选自二甲基乙醇胺、三乙胺、AMP-95的至少一种；
优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.41-0.47；
优选地，所述非离子乳化剂选自聚乙二醇-环氧类乳化剂；
优选地，所述助剂为乙二醇单丁醚。
4.根据权利要求1或2所述的环氧树脂乳液，其特征在于，所述聚丙烯酸酯由至少包括以下步骤的得到：
a：将丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯与过氧化苯甲酰进行第一混合，得到混合单体；
b：将丙二醇甲醚与过氧化苯甲酰进行第二混合后继续滴加所述混合单体，滴加完毕后保温，得到所述聚丙烯酸酯；
其中，步骤a和步骤b中各自过氧化苯甲酰的用量比为4:1。
5.根据权利要求4所述的环氧树脂乳液，其特征在于，所述第一混合的时间为20-30min，温度为20-35℃；
优选地，所述第二混合的温度为85-89℃；
优选地，滴加所述混合单体的时间为3-4h，保温的时间为2-3h。
6.一种制备环氧树脂乳液的方法，其特征在于，将权利要求1-5中任意一项所述的环氧树脂乳液中的各组分进行混合，所述混合的方法包括：
(1)在搅拌I存在下，将聚丙烯酸酯与胺类固化剂进行中和后的产物与环氧树脂、非离子乳化剂进行第一接触，得到中间体I；
(2)在搅拌II的存在下，将所述中间体I与水进行第二接触后得到的产物继续与助剂进行第三接触，得到所述环氧树脂乳液。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述搅拌I的转速为500-1000rpm，所述搅拌II的转速为2500-3000rpm；
优选地，所述中和的时间为5-10min，温度为50-60℃；
优选地，所述第一接触的时间为30-60min，温度为20-30℃；
优选地，所述第三接触的时间为20-40min，温度为20-30℃。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第二接触至少包括以下步骤：将水分成4份，将所述中间体I与第一份水搅拌5-15min后，继续加入第二份重量份水，发生相反转后，再继续加入第三份水搅拌0.5-1.5h。
9.由权利要求6-8中任意一项所述的方法制备得到的环氧树脂乳液。
10.权利要求9所述的环氧树脂乳液在水性绝缘漆中的应用。
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