[发明专利]一种水性环氧乳液及其制备方法

说明书

本发明提供一种水性环氧乳液及其制备方法，将环氧树脂和乳化剂投入配有高、低速搅拌器的反应容器中，开启加温系统、低速搅拌、真空系统以及氮气破真空以便惰化反应釜。本发明制备的水性环氧乳液储存稳定性好、粒径分布均匀，具有良好的化学稳定性、高电气强度、优异的耐热性能和卓越的粘结性能。本发明还提供了一种简单、高效和灵活的水性环氧乳液制备方法。

技术领域

本发明涉及一种水性环氧树脂乳液及其制备方法，可用于制备化工涂料水性环氧绝缘漆；广泛用于木器、汽车、建筑、运输以及低压电气绝缘灯领域。

背景技术

环氧树脂因其同时具有环氧基、羟基和醚键等独特化学结构，而具有优异的粘结性能、低固化收缩率、高附着力、电绝缘性能和耐化学药性等特，广泛应用于电子、建筑、交通等领域作为工业涂料、复合材料的预浸料和电气材料等。但是传统的环氧树脂涂料、环氧树脂绝缘漆都以有机溶剂为稀释剂，这使得其生产、使用过程中产生大量的有毒、有害气体，不仅污染环境，而且也严重威胁人类的身体健康。因此，水性环氧树脂涂料、水性环氧绝缘漆因其挥发性有机化学物(VOC)含量低、漆膜耐热性能好、粘结强度高和电绝缘性能优异而备受关注。

但是从大部分研究结果和实际应用经验来看，存在仍然存在以下几个技术瓶颈：(1)因乳化剂性能或者乳化工艺的原因，导致水性环氧乳液粒径较大，影响其储存稳定性；(2)采用复杂的增韧技术或者混合环氧增韧剂以便提高水性环氧乳液的韧性或者漆膜强度。因此，研究并开发一种不仅能克服水性环氧漆存在的韧性差、粘结强度低等性能缺陷，而且又简单、高效和灵活水性环氧乳液制备方法显得具有非常重要的现实意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是为克服水性环氧漆存在的韧性差、粘结强度低等性能缺陷，提供了一种简单、高效和灵活的水性环氧乳液的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种储存稳定性好、粒径分布均匀，具有良好的化学稳定性、高电气强度、优异的耐热性能和卓越的粘结性能的水性环氧乳液。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：

一种水性环氧乳液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将环氧树脂和乳化剂投入配有高、低速搅拌器的反应容器中，开启加温系统、低速搅拌，真空系统以及氮气破真空以惰化反应釜，在温度到达设定温度70-150℃后加入改性剂，抽真空、通氮气，低速搅拌10-60分钟后加入催化剂，在140-200℃反应至环氧当量为1.5-2.5eq/kg，降温至100-135℃，加入丙二醇甲醚，进一步降温至50-80℃，加入第一部分去离子水进行乳化，乳化时开动高速搅拌器将乳化液滴的粒径降低到D50小于0.9μm，降温至25-70℃后，加入第二部分去离子水调整固含量和粘度。

按质量份计，所述环氧树脂30-100份，乳化剂5-25份，改性剂5-30份，催化剂0.1-1份，丙二醇单甲醚5-25份，两部分去离子水共计30-100份。

所述低速搅拌速度为5-30rpm；

所述抽真空过程中，抽真空至70-500mbar，后通氮气破真空至800-2000mbar；

加入催化剂后，在140-200℃反应1-5小时；

所述丙二醇甲醚投料流速为10-50kg/min；

所述第一部分去离子水的投料流速为5-30kg/min；

所述第二部分去离子水的投料流速为20-50kg/min。

所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、脂环族环氧树脂的一种或多种。

所述乳化剂为C10-C15的烷基钠或环氧改性乳化剂中的至少一种。

所述改性剂为双酚A、双酚F、双酚S、氢化双酚A或丙烯酸中的至少一种。