一种水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法，包括：使非离子表面活性剂与环氧树脂反应生成含环氧结构的非离子表面活性剂；将单体、含环氧结构的非离子表面活性剂和助溶剂混合，获得第一分散液；单体包含苯乙烯以及丙烯酸单体；将阴离子表面活性剂分散在水中，获得第二分散液；在搅拌条件下将第一分散液加入第二分散液中，选择性地加入水，分散制成预乳化液；在搅拌条件下向反应器中分别滴加预乳化液、引发剂溶液，进行单体的细乳液聚合反应；该方法制备的丙烯酸环氧树脂乳液稳定性好，制成的绝缘漆固化后的电性能、粘接力以及漆膜状态等性能均较好，实现了将丙烯酸树脂和环氧树脂有机整合为一个整体，能够充分利用各自的性能优势。自的性能优势。

【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法
[0001]本专利技术是申请日为2020年12月15日、申请号为2020114840607、名称为“一种水性丙烯酸环氧树脂乳液及其制备方法和应用”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术属于水性表面漆
，具体涉及一种水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法。

技术介绍

[0003]绝缘漆主要用于电机电器的线圈及其他绝缘零部件，填充其空隙，固化后使被浸物成为一个密实的整体，从而提高其绝缘性能、机械性能以及耐候性能。绝缘漆一般分为有溶剂漆和无溶剂漆两种，但目前市售的有溶剂漆和无溶剂漆都含有一定的挥发性有害物质，对人和环境造成危害，且易燃易爆，运输贮存存在安全隐患。
[0004]水性绝缘漆是以水为稀释剂，其综合成本低廉、低毒害、使用储存安全、优良的介电性能、使用方便和渗透性好、粘结强度高，是未来绝缘漆的首选。环氧树脂强度高，粘结力强，电性能好是优良的绝缘材料，但是耐候性较差，容易老化；丙烯酸树脂耐候性好，但是电性能一般，将两者有机结合是制备综合性能优良绝缘漆的一种途径。但是如果直接将两种树脂混合，固化后两者会产生严重的相分离，电性能会大打折扣，所以如何将两者有机结合起来就成为必须要解决的问题。
[0005]目前将两者结合方法主要有两种一种是将环氧树脂与丙烯酸单体先进行反应，生成环氧酯，然后再进行乳液聚合将环氧树脂引入丙烯酸聚合物，但是这种办法破坏了环氧基团，改变了环氧树脂原本的优良性能；另一种为将环氧树脂和丙烯酸单体预先混合，然后再外加乳化剂进行乳液聚合反应，这虽然保留了环氧树脂的特性，但是这种方法环氧树脂的混合量比较低，仅能达到10％左右，超过10％就会有大量的环氧树脂从乳液中析出，稳定性不好。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改进的制备丙烯酸环氧树脂乳液的方法，该方法制备的丙烯酸环氧树脂乳液稳定性好，制成的绝缘漆固化后的电性能、粘接力以及漆膜状态等性能均较好，实现了将丙烯酸树脂和环氧树脂有机整合为一个整体，能够充分利用各自的性能优势。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采取如下一种技术方案：
[0008]一种水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0009](1)使非离子表面活性剂与环氧树脂反应，生成含环氧结构的非离子表面活性剂；其中所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和/或蓖麻油聚氧乙烯醚；
[0010](2)将丙烯酸单体、所述含环氧结构的非离子表面活性剂和助溶剂混合，获得第一分散液；
[0011]将阴离子表面活性剂分散在水中，获得第二分散液；
[0012]在搅拌条件下将所述第一分散液加入所述第二分散液中，选择性地加入水，分散制成预乳化液；
[0013](3)在搅拌条件下向反应器中分别滴加所述预乳化液、引发剂溶液，进行丙烯酸单体的细乳液聚合反应；其中，所述引发剂溶液通过将引发剂分散在水中制成。
[0014]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(1)中，所述非离子表面活性剂与所述环氧树脂的投料质量比为1∶10
‑
20。
[0015]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(1)中，所述反应在160
‑
220℃下进行。进一步优选地，步骤(1)中，所述反应在180
‑
200℃下进行。
[0016]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(1)中，所述含环氧结构的非离子表面活性剂的制备方法包括如下步骤：将部分环氧树脂加热，升温至160
‑
220℃，加入非离子表面活性剂，反应，然后加入剩余环氧树脂，反应，生成所述含环氧结构的非离子表面活性剂。
[0017]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(1)中，所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯为选自吐温
‑
20、吐温
‑
60和吐温
‑
80中的一种或多种的组合，所述蓖麻油聚氧乙烯醚为选自EL
‑
20、EL
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40、EL
‑
60和EL
‑
90中的一种或多种的组合。
[0018]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(1)中，所述环氧树脂为选自环氧当量大于等于500的双酚A型固体环氧树脂。进一步地，步骤(1)中，所述双酚A型固体环氧树脂可以为E20双酚A型环氧树脂，E12双酚A型环氧树脂，E06双酚A型环氧树脂，E03双酚A型环氧树脂等等。
[0019]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(1)中，所述非离子表面活性剂由聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和蓖麻油聚氧乙烯醚构成，两者投料质量比为0.1
‑
2∶1，优选为0.3
‑
1.5∶1。
[0020]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(2)中，所述含环氧结构的非离子表面活性剂与所述丙烯酸单体的投料质量比为1∶0.25
‑
4。
[0021]根据本专利技术的一些优选方面，步骤(2)中，控制所述丙烯酸单体、所述含环氧结构的非离子表面活性剂和所述助溶剂的混合在温度为60℃以下进行。
[0022]根据本专利技术的一些具体且优选的方面，步骤(2)中，所述丙烯酸单体为选自苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛内酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种的组合。
[0023]根据本专利技术的一些具体且优选的方面，步骤(2)中，所述助溶剂为选自醇酯十二、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丙醚、丙二醇丁醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或者多种的组合。
[0024]根据本专利技术的一些具体且优选的方面，步骤(2)中，所述第二分散液中阴离子表面活性剂的浓度为0.5
‑
10％，所述阴离子表面活性剂为脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚硫酸酯盐和/或脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐。进一步地，所述阴离子表面活性剂可以为脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚(3
‑
24)硫酸酯钠，脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚(3
‑
24)磷酸酯钠，脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚(3
‑
24)硫酸酯钾，脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚(3
‑
24)磷酸酯钾，脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚(3
‑
24)硫酸酯铵，脂肪醇/壬基酚聚氧乙烯醚(3
‑
24)磷酸酯铵等。
[0025]根据本专利技术的一些优选方面，所述步骤(3)的具体实施方式为：向反应器中加入水，升温至80
‑
85℃，然后向反应器中分别滴加所述预乳化液、所述引发剂溶液，并控制滴加
过程中的反应温度始终为80
‑
85℃；滴加完之后，升温至90
‑
95℃，反应。
[0026]根据本专利技术的一些优选方面，所述步骤(3)的具体实施方式中，控制所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)使非离子表面活性剂与环氧树脂在160
‑
220℃下进行反应，生成含环氧结构的非离子表面活性剂；其中，所述非离子表面活性剂由聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和蓖麻油聚氧乙烯醚构成，所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯与所述蓖麻油聚氧乙烯醚的投料质量比为0.1
‑
2∶1，所述环氧树脂为选自环氧当量大于等于500的双酚A型固体环氧树脂，所述非离子表面活性剂与所述环氧树脂的投料质量比为1∶10
‑
20；(2)将单体、所述含环氧结构的非离子表面活性剂和助溶剂混合，获得第一分散液；所述单体包含苯乙烯以及选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛内酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种的组合；将阴离子表面活性剂分散在水中，获得第二分散液；在搅拌条件下将所述第一分散液加入所述第二分散液中，选择性地加入水，分散制成预乳化液；(3)在搅拌条件下向反应器中分别滴加所述预乳化液、引发剂溶液，进行单体的细乳液聚合反应；其中，所述引发剂溶液通过将引发剂分散在水中制成。2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述环氧树脂为E20双酚A型环氧树脂、E12双酚A型环氧树脂、E06双酚A型环氧树脂或E03双酚A型环氧树脂，所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯为选自吐温
‑
20、吐温
‑
60和吐温
‑
80中的一种或多种的组合，所述蓖麻油聚氧乙烯醚为选自EL
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20、EL
‑
40、EL
‑
60和EL
‑
90中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含环氧结构的非离子表面活性剂的制备方法包括如下步骤：将部分环氧树脂加热，升温至160
‑
220℃，加入非离子表面活性剂，反应，然后加入剩余环氧树脂，反应，生成所述含环氧结构的非离子表面活性剂。4.根据权利要求1或3所述的水性丙烯酸环氧树脂乳液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述反应在180
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘德忠，顾健峰，吴斌，张春琪，张超，周林江，井丰喜，
申请(专利权)人：苏州太湖电工新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：