一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，以重量份计，包括以下组分：环氧树脂E51‑128 50‑70份；乳化剂4‑8份；增稠剂1‑3份；消泡剂0.1‑0.5份；去离子水30‑50份；所述乳化剂为反应型乳化剂与其他种类乳化剂的混合，二者质量比为(3‑5)：(1‑3)；所述反应型乳化剂为改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂。本发明专利技术还公开了该水性环氧树脂乳液的制备方法。该方法操作简单，制备成本低，制得的乳液稳定性好，与水性/油性固化剂相溶性好，而且与油性固化剂反应全面，固化完全，固化后性能好。

Waterborne epoxy emulsion capable of dissolving reaction with oil curing agent and preparation method thereof

The invention discloses a waterborne epoxy emulsion which can react with an oil curing agent. The weight component comprises the following components: epoxy resin E51 12850 70, emulsifier 4, 8 parts, thickener 1, 3 parts, defoamer 0.1 0.5 0.5, deionized water 30, 50 parts, the emulsifying agent is a mixture of reactive emulsifier and other emulsifiers, and the mass ratio of two is (two). The reactive emulsifier is a modified aliphatic alcohol polyoxyethylene emulsifier. The invention also discloses a preparation method of the waterborne epoxy resin emulsion. The method is simple in operation, low in preparation cost, stable in emulsion, good in solubility with waterborne / oil-based curing agent, and fully reacted with oil curing agent, cured completely, and has good performance after curing.

【技术实现步骤摘要】
一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液及其制备方法
：本专利技术涉及环氧乳液的制备领域，具体的涉及一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液及其制备方法。
技术介绍
：环氧树脂具有优异的附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等，广泛应用于涂料、粘合剂及复合材料等领域。但常用的环氧树脂为非水溶性的，仅溶于芳烃类、醇类和酮类等有机溶剂，对环境会造成污染。随着全球环保意识的增强，各国政府越来越重视挥发性有机物对环境的污染。我国也在2004年7月1日实施涂料环保标准。所以对环氧树脂的水性化已成为目前国内外研究的热点。目前，市场上现有水性环氧树脂多数是油性环氧树脂简单的转相乳化而成，只能与水性固化剂配合使用，而与油性固化剂存在相溶性不好，反应不全面，固化后性能差等问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，该体系稳定，与水性/油性固化剂相溶性好，而且与油性固化剂反应全面，固化完全，固化后性能好。本专利技术还公开了该水性环氧乳液的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，以重量份计，包括以下组分：所述乳化剂为反应型乳化剂与其他种类乳化剂的混合，二者质量比为(3-5)：(1-3)；其他种类乳化剂为能使两种互不相溶的液体混合时形成稳定的乳状液的表面活性剂，其可提高环氧树脂的水性化和增加乳液体系的稳定性；所述反应型乳化剂为改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂，其制备方法为：(1)将羟基磷灰石和环己烷混合，然后加入硬脂酰氧异丙基铝酸酯，滴加三乙胺，缓慢升温至100-120℃，回流反应1-5h；反应结束后冷却至室温，然后向反应体系中滴加正硅酸乙酯，升温至130-150℃，继续回流反应5-10h，反应结束后冷却至室温，过滤，沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，制得改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料；(2)将对甲基苯磺酸和去离子水混合搅拌制得对甲基苯磺酸溶液，然后加入上述制得的改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料，搅拌混合10-40min，过滤，冷冻干燥，制得负载型催化剂；(3)将脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂缓慢升温至75-90℃，然后加入上述制得的负载型催化剂，搅拌混合3-5min，然后加入马来酸酐，反应1-4h，反应结束后趁热过滤，除去固体沉淀，将液体冷却至室温，过滤，制得的沉淀干燥，得到改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂。作为上述技术方案的优选，所述增稠剂为改性聚氨酯类增稠剂。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述羟基磷灰石、硬脂酰氧异丙基铝酸酯、正硅酸乙酯的质量比为3:0.02：(0.1-0.6)。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述对甲基苯磺酸溶液的质量浓度为5-13％。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料与对甲基苯磺酸溶液的质量比为1：(8-15)。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂、马来酸酐的摩尔比为(1-1.5)：1。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂、负载型催化剂的质量比为5：(0.15-0.3)。一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液的制备方法，包括以下步骤：将环氧树脂E51-128、反应型乳化剂混合加入到搅拌器中，加热至40-50℃，搅拌，然后加入其他种类乳化剂，调节搅拌转速为1500转/分，搅拌混合均匀，最后加入增稠剂和消泡剂，低速分散3-5min，加入去离子水搅拌，制得水性环氧乳液。作为上述技术方案的优选，所述其他种类乳化剂在15-20min加完。作为上述技术方案的优选，所述低速分散的转速为500-800转/分。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在水性环氧树脂乳液中选择改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂和其他种类的乳化剂复配作为乳化剂，其中的脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂可有效反应乳化环氧树脂，使树脂水性化，其他种类乳化剂可提高环氧树脂的水性化和增加乳液体系的稳定性，使得制得的水性环氧树脂乳液不仅可与水性固化剂相溶，且与油溶性固化剂也具有较好的相溶性；为了制备性能优异的改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂，本专利技术以羟基磷灰石为原料，首先采用硬脂酰氧异丙基铝酸酯对其进行改性，使得多孔羟基磷灰石表面接枝有较多活性基团；然后向体系中滴加正硅酸乙酯，反应制得改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料，有效改善了羟基磷灰石的强度；本专利技术以其为载体，以对甲基苯磺酸为催化剂，制得负载型催化剂，并在制得的负载型催化剂作用下，采用马来酸酐对脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂进行改性，该催化剂催化活性高，制得改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂可有效乳化环氧树脂，制得的水性环氧树脂乳液稳定性好，与水性/油性固化剂相溶性好。附图说明：图1：本专利技术实施例2制得的水性环氧乳液以及市售的普通乳液在离心机4500rpm，离心20分钟后观察试管中样品乳液的分离情况；图2：在本专利技术实施例2制得乳液以及市售的普通乳液中分别加入不同油性固化剂，通过搅拌机搅均匀，静止20分钟后观察混合液的稳定性。具体实施方式：为了更好地理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，以重量份计，包括以下组分：所述乳化剂为反应型乳化剂与其他种类乳化剂的混合，二者质量比为3：1.5；所述反应型乳化剂为改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂；该水性环氧乳液的制备方法包括以下步骤：(1)将羟基磷灰石和环己烷混合，然后加入硬脂酰氧异丙基铝酸酯，滴加三乙胺，缓慢升温至100℃，回流反应1h；反应结束后冷却至室温，然后向反应体系中滴加正硅酸乙酯，升温至130℃，继续回流反应5h，反应结束后冷却至室温，过滤，沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，制得改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料；其中，所述羟基磷灰石、硬脂酰氧异丙基铝酸酯、正硅酸乙酯的质量比为3:0.02：0.1；(2)将对甲基苯磺酸和去离子水混合搅拌制得质量浓度为5％的对甲基苯磺酸溶液，然后加入上述制得的改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料，搅拌混合10min，过滤，冷冻干燥，制得负载型催化剂；其中，所述改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料与对甲基苯磺酸溶液的质量比为1：8；(3)将脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂缓慢升温至75℃，然后加入上述制得的负载型催化剂，搅拌混合3min，然后加入马来酸酐，反应1h，反应结束后趁热过滤，除去固体沉淀，将液体冷却至室温，过滤，制得的沉淀干燥，得到改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂；其中，所述脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂、马来酸酐的摩尔比为1：1；所述脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂、负载型催化剂的质量比为5：0.15；(4)将环氧树脂E51-128、反应型乳化剂混合加入到搅拌器中，加热至40-50℃，搅拌，然后加入其他种类乳化剂，调节搅拌转速为1500转/分，搅拌混合均匀，最后加入增稠剂和消泡剂，低速分散3-5min，加入去离子水搅拌，制得水性环氧乳液。实施例2一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，以重量份计，包括以下组分：所述乳化剂为反应型乳化剂与其他种类乳化剂的混合，二者质量比为4.5：2；所述反应型乳化剂为改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂；该水性环氧乳液的制备方法包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

【技术特征摘要】
2018.04.26 CN 20181038749411.一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：所述乳化剂为反应型乳化剂与其他种类乳化剂的混合，二者质量比为(3-5)：(1-3)；所述反应型乳化剂为改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂，其制备方法为：(1)将羟基磷灰石和环己烷混合，然后加入硬脂酰氧异丙基铝酸酯，滴加三乙胺，缓慢升温至100-120℃，回流反应1-5h；反应结束后冷却至室温，然后向反应体系中滴加正硅酸乙酯，升温至130-150℃，继续回流反应5-10h，反应结束后冷却至室温，过滤，沉淀依次用去离子水和无水乙醇洗涤，干燥，制得改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料；(2)将对甲基苯磺酸和去离子水混合搅拌制得对甲基苯磺酸溶液，然后加入上述制得的改性纳米氧化硅/羟基磷灰石复合材料，搅拌混合10-40min，过滤，冷冻干燥，制得负载型催化剂；(3)将脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂缓慢升温至75-90℃，然后加入上述制得的负载型催化剂，搅拌混合3-5min，然后加入马来酸酐，反应1-4h，反应结束后趁热过滤，除去固体沉淀，将液体冷却至室温，过滤，制得的沉淀干燥，得到改性脂肪醇聚氧乙烯类乳化剂。2.如权利要求1所述的一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，其特征在于，所述增稠剂为改性聚氨酯类增稠剂。3.如权利要求1所述的一种能与油性固化剂相溶反应的水性环氧乳液，其特征在于，步骤(1)中，所述羟基磷灰石...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢世峰，
申请(专利权)人：苏州宇江建材有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32