一种水性重防腐环氧树脂乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种水性重防腐环氧树脂乳液，按质量份计，所述环氧树脂乳液包括水150‑300份，乳化剂10‑30份，环氧树脂280‑320份，环氧稀释剂10‑30份，环氧基硅烷偶联剂1‑5份，助溶剂15‑30份，催化剂0.5‑1份；其中，所述乳化剂由聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺、环氧树脂、催化剂按照(5‑20)：(1‑10)：(1‑20)：(80‑120)：(0.5‑2)制成。本发明专利技术提供的水性重防腐环氧树脂乳液，其稀释稳定性、机械稳定性、室温贮存稳定性、热储与冻融稳定性效果良好，且具有较好的硬度、附着力、耐水性、耐酸碱性能，同时兼备优异的耐盐水及耐盐雾性能。

Waterborne heavy anticorrosive epoxy resin emulsion and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种水性重防腐环氧树脂乳液及其制备方法
本专利技术涉及一种水性重防腐环氧树脂乳液及其制备方法，属于水性涂料重防腐领域。
技术介绍
工业防腐涂料作为涂料行业的一个重要部分，环保水性化是其发展的必然趋势。如今水性环氧树脂不仅综合性能可以达到溶剂型环氧的水准，甚至有些性能超越了传统溶剂型环氧树脂，且其具有无毒无污染、施工简便、生产成本低等优点，因而对环氧树脂水性化体系的研究推广，具有重大的意义。目前，常见的水性防腐涂料多以水性环氧树脂乳液为主，其具有固化速率快、硬度高、耐水好等优点，近十多年来，水性环氧的应用也在多个领域代替了溶剂型环氧，如金属防腐漆、外墙粉刷料、日用品外包涂料、食品罐头内表涂层、建筑工业漆等。但由于水性环氧乳液存在最终成膜光泽度差，抗折能力低且附着力不足等缺点，也影响了其在金属防腐领域的进一步拓展。由于单一组分的聚合物乳液在性能上具有明显的缺陷和短板，故环氧树脂单独使用的价值并不高，通常需要结合固化剂或是经过改性后具备相应功能性，再投入到实际应用中。而应用中存在的最大问题在于环氧树脂是一种油溶性高分子，不能在水中实现自分散。所以设计具有特殊结构和形态的复合高分子材料是水性聚合物发展的重要方向。当前，主流的环氧树脂水性化技术有很多种，但都存在一些缺陷。目前市场上大部分环氧乳液固含量不高、高湿环境下固化效率偏低，导致耐水不超过10天就起泡、耐盐雾不超过500小时就闪锈起泡，甚至出现脱落。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种水性重防腐环氧树脂乳液及其制备方法，稀释稳定性、机械稳定性、室温贮存稳定性、热储与冻融稳定性效果良好。为了实现上述目的，本专利技术采用的一种水性重防腐环氧树脂乳液，按质量份计，所述环氧树脂乳液包括水150-300份，乳化剂10-30份，环氧树脂280-320份，环氧稀释剂10-30份，环氧基硅烷偶联剂1-5份，助溶剂15-30份，催化剂0.5-1份；其中，所述乳化剂由聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺、环氧树脂、催化剂按照质量比为(5-20)：(1-10)：(1-20)：(80-120)：(0.5-2)制成。作为优选的，所述聚乙二醇采用PEG-2000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000、PEG-1000中的一种或上述成分以任意比例混合；所述聚丙二醇采用PPG-600、PPG-1000、PPG-2000、PPG-3000中的一种或上述成分以任意比例混合。作为优选的，所述聚醚胺采用聚醚胺L-100、聚醚胺L-200、聚醚胺FL-1000中的一种或上述成分以任意比例混合。作为优选的，所述环氧树脂采用E-12、E-20、E-44、E-51中的一种或上述成分以任意比例混合；所述催化剂采用三氟化硼、三苯基膦、叔丁基过氧化氢、卞胺中的一种或上述成分以任意比例混合。作为优选的，所述环氧稀释剂采用乙二醇二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或上述成分以任意比例混合。作为优选的，所述环氧基硅烷偶联剂采用环氧基封端的苯基三硅氧烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油基丙基三甲氧基硅烷的一种或上述成分以任意比例混合。作为优选的，所述助溶剂采用丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、正丁醇、乙二醇、乙二醇叔丁醚中的一种或上述成分以任意比例混合。另外，本专利技术还提供了一种所述水性重防腐环氧树脂乳液的制备方法，包括以下步骤：1)乳化剂的制备：在干燥氮气保护下，在带有回流冷凝管的四口瓶中加入配方量的聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺及环氧树脂，50-120℃搅拌溶解，待完全溶解后升温至140-160℃，缓慢加入催化剂，保温3-8h，降温得到乳化剂；2)环氧树脂的改性：在反应釜的釜底加入配方量的环氧树脂、环氧稀释剂、环氧基硅烷偶联剂及助溶剂，升温至75-85℃，搅拌溶解20-40分钟，降温至50-60℃，加入配方量催化剂，在50-60℃保温1-2小时；3)改性环氧树脂的乳化：把步骤2)所得改性环氧树脂升温至80-90℃，然后加入步骤1)所得的乳化剂，搅拌保温0.5-2小时，然后在3-4h内滴加配方量的水，结束后降温至35-45℃，过滤，得到水性重防腐环氧树脂乳液。作为优选的，制得水性重防腐环氧树脂乳液的固含量为55-60％，pH为6-8。作为优选的，制得水性重防腐环氧树脂乳液的环氧值在0.2-0.3mol/100克。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术提供的水性重防腐环氧树脂乳液，固含量可以达到58％，其稀释稳定性、机械稳定性、室温贮存稳定性、热储与冻融稳定性效果良好，且具有较好的硬度、附着力、耐水性、耐酸碱性能，同时兼备优异的耐盐水及耐盐雾性能，赋予了水性环氧乳液更为全面的功能性概念，提高了水性工业的概念领域，并且使得环氧乳液的功能边界得到有效扩充，极大地推动了工业水性化的发展。2、本专利技术提供的乳化剂制备方法中，乳化剂结构中含有环氧基团，可在成膜过程中参与固化反应，从而锚定在涂层中，不易迁移；非离子型聚醚长链可在乳化过程中迁移至乳胶粒表面，形成水化层稳定乳胶粒，同时可对水性环氧乳液提供一定的粘度及触变性，有效控制乳化后的水性环氧乳液的流变性；乳化剂结构中含有基础环氧结构，可提高乳化剂与环氧树脂的相容性；结构中的亲油基团，可与环氧树脂和接枝单体基团形成稳定结构，具有良好的乳化能力。3、本专利技术提供的水性重防腐环氧树脂乳液的制备方法中，初步环氧乳液是通过相反转法制备的。相反转法是一种制备高分子树脂乳液较为有效的方法，即多组分体系中的连续相在一定条件下相互转化的过程，当连续相由油相向水相转变时，在连续相转变区，体系的界面张力最低，因而分散相的尺寸最小。通过相反转法将高分子树脂乳化为乳液，其分散相的平均粒径小且粒径分布较好，乳液性能稳定，还可解决乳液涂膜耐水性差的缺陷，制备工艺简单可实现大规模的工业生产。4、本专利技术提供的水性重防腐环氧树脂乳液，即使湿度环境达90％，搭配环氧固化剂制备的富锌底漆具有较好的硬度、附着力、耐水性、耐酸碱性能，50度耐湿热可以达到720小时不起泡不脱落，60um耐盐雾达到1500小时不起泡，搭配双组份聚氨酯面漆可以耐盐雾3000小时不起泡。该环氧乳液搭配磷酸锌防锈颜料制成的底漆，再加上环氧固化剂，常温自干7天，耐湿热600小时不起泡，耐水720小时不起泡脱落，耐盐水720小时不起泡，耐盐雾550小时不起泡脱落。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本专利技术进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限制本专利技术的范围。一种水性重防腐环氧树脂乳液，按质量份计，所述环氧树脂乳液包括水150-300份，乳化剂10-30份，环氧树脂280-320份，环氧稀释剂10-30份，环氧基硅烷偶联剂1-5份，助溶剂15-30份，催化剂0.5-1份；其中，所述乳化剂由聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性重防腐环氧树脂乳液，其特征在于，按质量份计，所述环氧树脂乳液包括水150-300份，乳化剂10-30份，环氧树脂280-320份，环氧稀释剂10-30份，环氧基硅烷偶联剂1-5份，助溶剂15-30份，催化剂0.5-1份；/n其中，所述乳化剂由聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺、环氧树脂、催化剂按照(5-20)：(1-10)：(1-20)：(80-120)：(0.5-2)制成。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性重防腐环氧树脂乳液，其特征在于，按质量份计，所述环氧树脂乳液包括水150-300份，乳化剂10-30份，环氧树脂280-320份，环氧稀释剂10-30份，环氧基硅烷偶联剂1-5份，助溶剂15-30份，催化剂0.5-1份；
其中，所述乳化剂由聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺、环氧树脂、催化剂按照(5-20)：(1-10)：(1-20)：(80-120)：(0.5-2)制成。


2.根据权利要求1所述的一种水性重防腐环氧树脂乳液，其特征在于，所述聚乙二醇采用PEG-2000、PEG-4000、PEG-6000、PEG-8000、PEG-1000中的一种或上述成分以任意比例混合；所述聚丙二醇采用PPG-600、PPG-1000、PPG-2000、PPG-3000中的一种或上述成分以任意比例混合。


3.根据权利要求1所述的一种水性重防腐环氧树脂乳液，其特征在于，所述聚醚胺采用聚醚胺L-100、聚醚胺L-200、聚醚胺FL-1000中的一种或上述成分以任意比例混合。


4.根据权利要求1所述的一种水性重防腐环氧树脂乳液，其特征在于，所述环氧树脂采用E-12、E-20、E-44、E-51中的一种或上述成分以任意比例混合；所述催化剂采用三氟化硼、三苯基膦、叔丁基过氧化氢、卞胺中的一种或上述成分以任意比例混合。


5.根据权利要求1所述的一种水性重防腐环氧树脂乳液，其特征在于，所述环氧稀释剂采用乙二醇二缩水甘油醚、1,4丁二醇二缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或上述成分以任意比例混合。


6.根据权利要求1所述的一种水性重防腐环氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小龙，单宝苇，李嘉浩，
申请(专利权)人：佛山市顺德区巴德富实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44