[发明专利]一种环氧乳化剂的制备方法、环氧树脂水分散体及制备方法

说明书

本发明公开了一种环氧乳化剂的制备方法、环氧树脂水分散体及制备方法，该环氧乳化剂的制备方法为：将聚醚与酸酐反应后得聚醚‑酸酐产物，然后将得到的聚醚‑酸酐产物与环氧树脂反应，得聚醚‑酸酐‑环氧产物；将聚醚‑酸酐‑环氧产物与磷酸或磷酸酯反应得到环氧乳化剂；利用该乳化剂配制的环氧树脂水分散体，具有稳定性好、固化后耐腐蚀性能优良的特点，可用于涂料和胶粘剂等领域。

技术领域

本发明属于涂料和胶粘剂领域，涉及一种环氧乳化剂的制备方法以及制得的乳化剂、含有该乳化剂的环氧树脂水分散体及该环氧树脂水分散体的制备方法。

背景技术

环氧树脂含有大量的羟基、醚键等极性基团，对金属底材有优异的附着能力，含有的苯环、C-C链段等基团赋予其较好的耐热性、耐腐蚀性、韧性。与胺固化剂交联，可形成高交联密度的致密漆膜，具有优异的耐化学、耐盐雾性，在工业防腐领域有着不可替代的重要作用。环氧树脂因其具有优异的机械性能及防腐性能，被广泛地应用于防腐涂料的底漆及中间漆。

传统的环氧树脂涂料一般为溶剂型，溶剂型涂料是VOC的重要来源，对环境造成很大污染，对人体也有极大的伤害，因而涂料向高固体分和水性涂料方向发展已成为涂料界的共识，成为新型材料的研究方向。水性环氧可以极大地降低传统溶剂型环氧的VOC排放，同时随着工艺技术的日益成熟，水性环氧的防腐性能与溶剂型环氧愈来愈接近。故水性双组分环氧涂料在市场上已有许多应用，如高性能的集装箱底漆、工程机械和轨道交通的底漆和中间漆等，除此之外，水性环氧树脂在大巴、港口机械、桥梁、罐听涂料、地坪等方向也有相关应用，预计未来三年水性环氧市场年需求量在5万吨以上。作为水性环氧树脂，已知有使用传统的非离子表面活性剂(也称为非离子型乳化剂)，利用混合机、球体磨等设备，通过相转法、机械研磨等方法制备环氧乳液。得到的乳液因乳化剂用量较大、体系粘度高，导致分散困难、乳液耐水性能差；体系游离的大量乳化剂，导致乳液体系不稳定，乳胶粒子易聚并沉淀，储存时间短。

为了改善上述缺陷，专利CN 103249777 A提出利用环氧组合物与酰胺组合物的反应，制备改进的环氧官能化非离子表面活性剂，之后通过相转法制备低乳化剂含量的水性环氧分散体。该分散体与结构相似的固化剂配合使用，可以达到理想的耐腐蚀效果，但是由于乳化剂用量较低，分散体粒径较大(800-950nm)，使得分散体稳定性较差，50℃热储小于10天，影响了产品的储存稳定性。

研究发现，在环氧乳液体系中，为使乳液具有良好的稳定性，常使用非离子乳化剂分散环氧树脂，但是为了环氧树脂具有良好的分散性，非离子乳化剂的用量往往较高，会影响环氧乳液最终的耐水性能等应用性能。而在其他水性涂料领域经常将离子型乳化剂和非离子型乳化剂配合使用，所得乳液体系具有良好的稳定性和优良的应用性能。

专利CN 106221506 A使用离子乳化剂和非离子乳化剂复配，获得储存稳定，综合性能优良的环氧乳液，但是该乳液通过两种乳化剂复配使用，工艺相对复杂。因此，本发明在非离子活性环氧乳化剂的基础上，通过磷酸或磷酸酯上活泼氢与环氧的反应，获得了一种新型环氧乳化剂，兼具离子和非离子的结构。同时磷酸酯基团的引入，可使得涂料在成膜过程中，磷酸酯与基材金属形成致密的磷酸盐保护膜，钝化金属表面，防止水分和盐离子与金属接触，提高了漆膜的附着力和防腐性能。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种环氧乳化剂的制备方法以及制得的乳化剂、一种环氧树脂水分散体及该环氧树脂水分散体的制备方法，含有该乳化剂的环氧树脂水分散体稳定性好，并且固化后耐腐蚀性能优良。本发明的制备方法通过将非离子型乳化剂和磷酸酯基团反应，得到一种同时含有非离子及磷酸酯基的复合活性乳化剂，提高乳化效果，降低环氧树脂分散体中乳化剂用量，得到综合应用性能优良的环氧树脂分散体。

为了实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种环氧乳化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚醚与酸酐反应后得聚醚-酸酐产物，然后将得到的聚醚-酸酐产物与环氧树脂反应，得聚醚-酸酐-环氧产物；