專利名稱：一種水性環(huán)氧樹脂及其制備方法及制備清漆的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性環(huán)氧樹脂及其制備方法及制備清漆的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂由于具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于國防、國民經(jīng)濟(jì)各部門，用作澆注、浸潰、層壓料、粘接劑、涂料等。但由于傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂多為溶劑型的，難溶于水，只溶于芳烴類、酮類及醇類等有機(jī)溶劑，不但費(fèi)用較高，且具有揮發(fā)性、可燃性，這使得環(huán)氧樹脂的使用受到環(huán)境污染、施工安全性等方面的限制。隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求日益迫切和嚴(yán)格，不含揮發(fā)性的有機(jī)化合物(N0C)，或低揮發(fā)性有機(jī)化合物(LV0C)，或不含有害空氣污染物(HAP)的體系已成為新型材料的研究方向。水性環(huán)氧樹脂體系就是其中之一。
目前，制備環(huán)氧樹脂水性體系的方法主要有三種(一)直接法；(二)相反轉(zhuǎn)法; (三)自乳化法，又稱化學(xué)法。由于前兩種方法都屬于外加乳化劑法，形成的乳膠粒子較大， 且分布不均勻，容易發(fā)生聚沉。使水性環(huán)氧樹脂的出現(xiàn)貯存穩(wěn)定性差、固化不均勻等弊端， 已經(jīng)逐漸淘汰。
自乳化法就是將水性基團(tuán)引入到環(huán)氧樹脂分子中，使其具有親水性，從而可在水中均勻、穩(wěn)定分散。起初曹瑞軍等人9用馬來酸酐與環(huán)氧樹脂的側(cè)羥基進(jìn)行酯化反應(yīng)，將羧基引入到環(huán)氧分子中(范一波，曹瑞軍，范圣強(qiáng)，自乳化水性環(huán)氧樹脂的合成，高分子材料科學(xué)與工程，Vol. 22，NO. 4，40-43，2006)，用堿性水溶液中和乳化得到自乳化水性環(huán)氧樹脂乳液。由于含有羧基陰離子，在混凝土表面具有很好的附著力。但是，在堿性水溶液中長(zhǎng)期放置，酯鍵容易水解皂化而破乳沉降，貯存穩(wěn)定性較差，只能在使用時(shí)即時(shí)乳化，帶來諸多不便。中國專利ZL 2007 I 0018757. 3利用多異氰酸酯將2，2-二羥甲基丙酸接在了 E-44環(huán)氧樹脂的側(cè)羥基上，形成了含羧基的環(huán)氧樹脂，可用堿性水溶液稀釋成自乳化陰離子環(huán)氧樹脂乳液，該乳液的貯存穩(wěn)定性大大提高。但是，該方法的合成步驟較多，工藝條件控制較為困難，生產(chǎn)出的水性環(huán)氧樹脂乳液成本相對(duì)較高。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種水性環(huán)氧樹脂及其制備方法及制備清漆的方法，用多羥基羧酸直接與環(huán)氧樹脂中的一個(gè)環(huán)氧基反應(yīng)，將羧基引入到兩個(gè)環(huán)氧分子之間。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的
一種水性環(huán)氧樹脂，結(jié)構(gòu)如以下通式表示的化合物
權(quán)利要求
1.一種水性環(huán)氧樹脂，其特征在于，結(jié)構(gòu)如以下通式表示的化合物
2.—種權(quán)利要求I所述的一種水性環(huán)氧樹脂制備方法，包括如下步驟按質(zhì)量份數(shù)計(jì)環(huán)氧樹脂100份、多羥基羧酸10 20份、丙酮10 30份、催化劑I. 5 10份混合后在60 95°C下反應(yīng)3 8個(gè)小時(shí)，得到水性環(huán)氧樹脂，所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式如下
3.—種權(quán)利要求I或2所述的一種水性環(huán)氧樹脂制備清漆的方法，包括以下步驟 步驟一、先制備水性環(huán)氧乳液，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將水性環(huán)氧樹脂100份、堿性水溶液65^100份先中和，然后將其乳化，制得固含量為50% 60%的水性環(huán)氧樹脂乳液；所述堿性水溶液為氫氧化鈉、碳酸鈉或三乙胺水溶液中的一種，濃度為2飛； 步驟二、按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，取100份步驟一的環(huán)氧樹脂乳液，加入I. (TlO份固化劑，充分?jǐn)嚢柚粱旌暇鶆?，熟?min進(jìn)行涂膜； 所述的固化劑為二乙烯三胺、三乙烯四胺、乙二胺、尿素、聚酰胺、改性聚酰胺、NX-2003[水性基團(tuán)的長(zhǎng)鏈脂肪胺]的一種。
全文摘要
一種水性環(huán)氧樹脂及其制備方法及制備清漆的方法，該樹脂由按質(zhì)量份數(shù)計(jì)的環(huán)氧樹脂100份、多羥基羧酸10~20份、丙酮10~30份、催化劑1.5~10份混合后在60~95℃下反應(yīng)3~8個(gè)小時(shí)合成得到，本發(fā)明還提供了將上述水性環(huán)氧樹脂制備成乳液清漆的方法，先將水性環(huán)氧樹脂用堿水溶液中和，再將其乳化制得固含量為50%~60%的穩(wěn)定的水性環(huán)氧乳液，加入固化劑即可作為環(huán)保型涂料、粘合劑使用，本發(fā)明制備的陰離子型自乳化水性環(huán)氧樹脂乳液具有粒徑小、穩(wěn)定性高、固化產(chǎn)物性能優(yōu)異等技術(shù)特點(diǎn)，可在涂料、粘合劑、精細(xì)化工助劑等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09D163/02GK102977338SQ20121044403
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者曹瑞軍, 房忠芳, 常剛 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)