[发明专利]高相容性有机硅改性环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高相容性有机硅改性环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法。该方法利用相似相容原理，将带环氧基团的有机硅树脂与通用环氧树脂混合均匀，再与胺基化合物反应，合成环氧树脂基多元醇；然后以二异氰酸酯和2,2‑二(羟甲基)丙酸或2,2‑二(羟甲基)丁酸扩链，用碱中和后直接以水分散得到自乳化有机硅改性环氧树脂多元醇水分散体。该有机硅改性环氧树脂多元醇的羟值50～200mg/g，水分散体的Z均粒径30～500nm、固含量≥35％。采用本发明方法制备的有机硅改性环氧树脂多元醇为透明树脂，相容性好。

技术领域

本发明涉及一种有机硅改性多元醇水分散体及其制备方法，尤其涉及一种有机硅改性环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法。

背景技术

随着我国生态文明建设的推进，传统溶剂型涂料、粘合剂中的挥发性有机化合物(VOC)的排放量受到越来越严格的限制。聚合物树脂水性化已成为涂料、粘合剂行业发展的趋势。双组分水性聚氨酯结合了溶剂型聚氨酯的高性能和水性树脂的低VOC含量等优点，成为高性能涂料、胶粘剂用树脂的研究热点，在汽车、木器、工业维护等领域得到广泛应用。双组分水性聚氨酯由含-OH基团的水性多元醇组分与含-NCO基团的亲水改性多异氰酸酯固化剂组分组成。两个组分都含有亲水基团，其成膜物的耐水性能、耐污染能力比有机溶剂型树脂差，因此为了获得综合性能优异的聚合物涂料或黏合剂，需要对水性树脂进行改性，而双组分水性聚氨酯，其水性多元醇组分种类较多，结构丰富，一般对多元醇分子结构进行化学改性，提高其耐水性能。

有机硅树脂的Si-O-Si键的键长较长且键角较大，这种特殊结构和组成使硅氧链之间的相互作用弱，表面张力低，使其具有良好的耐水性、耐候性等优异性能。采用有机硅改性含-OH的水性多元醇组分，低表面能的有机硅易在聚合物表面富集，可有效改善水性聚氨酯的耐水性和耐候性，使涂膜表现出良好的疏水性能。专利CN201410037731.3报道了一种有机硅改性羟基丙烯酸树脂水分散体的制备方法。该方法通过有序滴加不同的混合溶液制备有机硅改性的羟基丙烯酸树脂，然后除去有机硅改性的羟基丙烯酸树脂中的部分溶剂并进行中和成盐反应，最后将其分散于水中制备有机硅改性羟基丙烯酸树脂水分散体。该方法解决以往有机硅改性丙烯酸乳液存储稳定性差的问题，所制备的分散体的稳定性能明显提高。申请人前期申请的专利CN2015107501068报道了一种阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法。该方法先以萜烯基环氧树脂与新戊二醇反应合成萜烯基环氧树脂基多元醇，再以端羟基聚硅氧烷、2,4-甲苯二异氰酸酯和2,2-二(羟甲基)丙酸改性扩链，碱中和后得到阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体。该方法将有机硅以嵌段共聚方式接入水性多元醇分子结构中，所制备的有机硅改性水性多元醇可有效改善水性聚氨酯的耐水性、耐污性。但该方法制备的聚氨酯涂料漆膜不透明，原因是长链聚硅氧烷易与环氧树脂、聚氨酯微相分离。

本发明利用含环氧基团的有机硅树脂改性环氧树脂制备环氧树脂基水性多元醇，改善了有机硅树脂与环氧树脂、聚氨酯的相容性。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高相容性有机硅改性环氧树脂多元醇水分散体及其制备方法。利用相似相容原理，以带环氧基的有机硅树脂改性环氧树脂，制备水性环氧树脂基多元醇，改善有机硅树脂与环氧树脂、聚氨酯的相容性。

本发明采用的技术方案如下：一种有机硅改性环氧树脂多元醇水分散体，有机硅改性环氧树脂多元醇为透明固体树脂，羟值50～200mg/g；水分散体的Z均粒径30～500nm，固含量≥35％。

所述的有机硅改性环氧树脂多元醇水分散体的制备方法，步骤为：

第一步，制备有机硅改性环氧树脂基多元醇：以带环氧基团的有机硅树脂与环氧树脂混合均匀，再与胺基化合物在有机溶剂中反应，制备有机硅改性环氧树脂基多元醇；

第二步，制备亲水扩链剂：将二异氰酸酯与2,2-二(羟甲基)丙酸或2,2-二(羟甲基)丁酸在有机溶剂中反应得到亲水扩链剂；