一种水性环氧树脂乳液及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810988544.1 (22)申请日 2018.08.28 (71)申请人 江苏扬农锦湖化工有限公司 地址 211400 江苏省扬州市仪征市大连路2 号 (72)发明人 蒋峰孙祥俞孝伟杨颖 陈铭铸季华侯晶晶徐晓虎 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 刘奇 (51)Int.Cl. C08J 3/03(2006.01) C08L 63/00(2006.01) (54)发明名称 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法 (57)摘要 本发明提供了一种水性环氧树。

2、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。 权利要求书1页 说明书4页 CN 109021254 A 2018.12.18 CN 109021254 A 1.一种水性环氧树脂乳液的制备方法， 包括以下步骤： 1)在。

3、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0.52:1。 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、。 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 120200， 聚合反应的时间为46h。 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0.10.59。 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13:10。 9.根据。

5、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50100。 10.权利要求19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5075。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109021254 A 2 一种水性环氧树脂乳液及其制备方法 技术领域 0001 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 0002 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。

6、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。 0003 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 0004 有鉴于此。

7、， 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。 0005 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： 0006 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； 0007 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； 0008 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； 0009 4)在搅拌条件下， 向所述步骤3)得。

8、到的环氧树脂乳液中滴加水， 得到水性环氧树 脂乳液。 0010 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 0.52:1。 0011 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。 0012 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。 0013 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。 0014 优选地， 所述步骤2)中聚合反应的温度为120200， 聚合反应的时间为46h。 0015 优选地， 所述步骤3)中双酚A环氧树脂的环氧。

9、值为0.10.59。 0016 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13:10。 说明书 1/4 页 3 CN 109021254 A 3 0017 优选地， 所述步骤4)中水的用量为双酚A环氧树脂质量的50100。 0018 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5075。 0019 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。

10、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 0020 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： 0021 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。

11、混合， 得到混合液； 0022 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； 0023 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； 0024 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。 0025 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。 0026 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 0.52:1， 更优选为0.81.2:1。 0027 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。

12、醚类化合物或液体双酚A型环氧树脂。 0028 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8008000， 所述聚丙二醇的平均分子量优选为10008000。 0029 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。 0030 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。 0031 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。 0032 在本发明中， 所述催化剂优选为三氟化硼乙。

13、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1000ppm3000ppm。 0033 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15003000rpm。 0034 本发明中， 所述聚合反应的温度优选为120200， 更优选为160180； 聚合反 应的时间优选为46h， 更优选为4.55h。 0035 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。 说明书 2/4 页 4 CN 109021254 A 4 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。

14、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820， 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。 0036 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。 0037 在本发明中， 所述双酚A环氧树脂的环氧值优选0.10.59， 更优选为0.20.54。 0038 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13:10， 更优选为1.5 2:10。 0039 在本发明中， 所述混合优选在低温下进行高速搅拌。。

15、 在本发明中， 所述低温优选为 2080， 所述高速搅拌的转速优选为10005000rpm， 更优选为15003000rpm。 0040 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。 0041 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。 0042 在本发明中， 所述水的用量优选为双酚A环氧树脂质量的50100； 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。

16、是作为溶剂。 0043 在本发明中， 所述搅拌的转速优选为10005000rpm， 更优选为15003000rpm； 所 述搅拌的时间从滴加开始计搅拌时间， 优选为0.5h2h， 更优选为0.51h。 0044 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5075。 0045 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。 0046 实施例1 0047 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)。

17、混合， 并加热至100使其完全溶解， 得到混合液； 0048 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； 0049 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； 0050 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。 0051 实施例2 0052 1)在N2保护下， 按照。

18、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； 0053 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； 0054 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； 说明书 3/4 页 5 CN 109021254 A 5 0055 4)在步骤3)得到环氧树脂乳液。

19、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。 0056 实施例3 0057 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； 0058 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； 0059 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， 。

20、并在80下进行高速搅拌， 转速为4000rpm， 得到环氧树脂乳液； 0060 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。 0061 实施例4 0062 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； 0063 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； 0064 3)按照质量。

21、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； 0065 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。 0066 表1为实施例14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。 0067 表1为实施例14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 0068 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 0069 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。 说明书 4/4 页 6 CN 109021254 A 6 。