[发明专利]一种水性环氧酯分散体及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水性环氧酯分散体及制备方法和应用，属于化工水性涂料领域。本发明通过环氧树脂与脂肪酸的高温反应，先合成环氧酯树脂；其次通过接枝共聚，有效引入一些功能性单体提高了树脂的干性和附着力；通过亲水基团的协同引入，获得良好的水性环氧酯分散体，同时提升了树脂体系的初期耐水性和后期的防腐性能。本发明的制备方法过程副反应少、产品纯度高、工艺简单、成本低，且制得的清漆漆膜性能优异，非常适用于石油套管体系的防护。

技术领域

本发明涉及化工水性涂料领域内一种改性水性环氧酯分散体的制备，更具体地说是涉及一种水性单组份环氧酯分散体的制备及其涂层在石油套管中的应用，属于水性树脂合成技术领域。

背景技术

石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证转井、完井后整个油井的正常运行，在下井之前的运输和存放过程中，需要对石油套管外壁涂刷防腐涂料，避免石油套管被腐蚀失效，起到临时性防护的作用。

目前在单组份防护体系中主要有水性丙烯酸、水性醇酸、水性环氧酯三大类，它们各有优缺点。水性单组份丙烯酸体系，干性快，硬度高，初期耐水好，但防腐性能较差，对于一些处理要求低的基材特别容易出现闪锈；水性醇酸体系因其是一个吸氧的氧化交联体系，抗闪锈性能特别优异，但其初期硬度建立慢，满足不了涂装生产线的流水作业，而水性环氧酯体系干性介于两者之间，防腐性能最优，是个比较理想的选择。

环氧酯树脂制备的涂料用途很广，广泛应用于金属底漆、电器绝缘涂料、大型钢结构防腐蚀涂料，汽车、拖拉机及其它机械设备打底防护等领域。近年来，为了应对环保要求和国家减排需求，水性环氧酯树脂及其涂层得到了大量的开发与应用。

目前，水性环氧酯树脂的开发与研究，主要分为三类：一种是环氧树脂与脂肪酸反应后，加入酸酐等，经胺中和成为水溶性树脂；第二种是环氧酯树脂做好后，加入表面活性剂，然后在一定剪切条件加入水，使之分散稳定均匀，即成为水性环氧酯乳液。第三种是通过环氧树脂与脂肪酸反应后，接枝丙烯酸单体进行共聚反应，利用一些亲水基团，实现在水中分散，称之为水性环氧酯分散体，目前使用最为广泛和主流。

专利CN107540819A用常规的环氧酯+脂肪酸来进行水性环氧酯树脂的合成，干性较慢，采用了二甲苯作为带水剂不够环保。

专利CN101177518A采用外加乳化剂的方法进行水性环氧酯树脂的开发，所得水性环氧酯乳液存储稳定性不佳，性能防护差，干性较差。

专利CN110669183A虽对环氧酯进行了改性，但其干性，表干和实干均满足不了石油套管流水线的生产要求，同时并没有解决初期耐水发白的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种低成本、低VOC含量、初期耐水好、干燥快、硬度高、防腐蚀性能优异等的改性水性环氧酯分散体，同时解决石油管套用水性清漆常见的初期耐水发白和单组份水性漆临时防护的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种改性水性环氧酯分散体，该分散体的组成为：

在一些优选的技术方案中：该分散体的组成为：

本发明技术方案中：所述的环氧树脂是质量比为5～10：15～20的E-51环氧树脂和E-20环氧树脂。

本发明技术方案中：所述催化剂为氧化锌或四丁基溴化铵中的一种或两种；所述油酸为亚麻油酸或脱水蓖麻油酸的一种或两种。

本发明技术方案中：所述油酸是质量比为5～15:3～10的亚麻油酸或脱水蓖麻油酸。