[发明专利]一种第五类水性环氧树脂涂料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属化工技术领域，具体涉及一种第五类水性环氧树脂涂料及其制备方法。更详细地讲，本发明涉及提高当前水性环氧树脂涂料的性能以更好地适用于防腐涂料的方法。

背景技术：

环氧树脂性能优异，具有较好的耐腐蚀性、耐化学品性及耐溶剂性，尤其耐碱性良好，并且在众多底材上有极好的附着力、硬度高、耐磨性好及较低的体积收缩率等特点，得到广泛的应用。特别是用作工业防腐涂料，它已经占据了大约40％的市场。而随着环境保护的要求和各国法规的出台，溶剂型涂料不可避免地将逐渐萎缩慢慢退出舞台。而现在市场上的水性环氧体系性能上尚不能完全达到溶剂型环氧涂料的水平，多用于建筑涂料如地坪涂料、水泥封闭剂等。

整个水性环氧树脂体系的发展，从固化剂乳化液态环氧树脂即所谓的I型，发展到现在的II型第五类水性环氧树脂体系，得到的涂膜性能越来越优异。

例如，根据专利文献1：公开号CN1597812A，该涂料甲组分为低分子量的液态环氧树脂并配以适当比例的活性稀释剂，乙组分是亲水性固化剂为主的包括固化剂、颜填料和水混合分散体。其生产方法主要为机械分散与混合，可以应用在潮湿基面时不用清漆罩面以及单向透气性等优点。

根据专利文献2：公开号CN1752163A，该涂料由环氧乳液与水溶性环氧树脂固化剂两个组分组成，其中环氧乳液是由环氧树脂与聚醚二元醇反应制得反应型乳化剂乳化而成，固化剂由多乙烯多胺经封端、与环氧加成、用有机酸成盐制得。所制得的固化剂分子链中有环氧链段，一定程度上改善了与树脂的相容性。涂料具有随着力强，耐水性好等特点。

根据专利文献3：CN1891771A是一种水性环氧固化剂乳液的制备方法，和水性固体环氧树脂乳液一起组成第五类水性环氧树脂体系。CN1891771A所述环氧固化剂乳液由环氧树脂固化剂与环氧乳化剂混合反应，并在水分散介质中乳化形成，其中的环氧乳化剂由环氧树脂、聚乙二醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚和扩链剂反应制得。该环氧固化剂乳液的pH值为10-13，与环氧乳液混合后的pH在10以上，对钢铁表面形成一层保护膜，可以避免水对其造成的闪蚀。

根据专利文献4：USP5264469是一种自乳化环氧树脂乳液。用相对分子质量为4000-20000的双环氧端基乳化剂与环氧当量为190的双酚A环氧树脂及双酚A混合，以三苯基膦化氢为催化剂进行反应，可制得含亲水性聚氧乙烯、聚氧丙烯链段的环氧树脂。这种方法的特点是制得的环氧树脂可以实现自乳化，且耐水性较好，但步骤多、成本高，交联密度有所不足。

上述专利文献体现了整个水性环氧树脂的发展。从固化剂乳化液态环氧树脂即所谓的I型，发展到现在的II型第五类水性环氧树脂体系，不断对水性环氧树脂体系进行了改进，固化物性能得到不断提高。尽管I型体系从理论上可制成零VOC涂料，但适用期很短，高交联密度造成涂膜硬度很高，但柔韧性和耐冲击性很差。现在对I型体系的普遍做法是，液态环氧环氧树脂中加活性稀释剂，特别是一些具有长烃链的活性稀释剂的加入，不但降低了液态环氧树脂的粘度，也在一定程度上改善了其固化物的脆性。I型体系的另一缺点就是施工前涂料的制作的复杂性。II型体系目前分为五类，目前市场上的水性环氧体系多属于第一和第二类，即固化剂是水溶性胺。疏水性的环氧树脂和水溶性的胺，溶解度参数上不相匹配造成两者相容性差，固化反应还受着固化剂传递因素的影响，涂膜亲水性较强且较软，固化不完全造成防腐性能上的不足。第五类体系其固化剂是固体胺分散体，乳胶粒内部和环氧乳胶粒一样是疏水的，溶度参数较为接近从而相容好，固化机理也使得其能发生在接近分子水平级上的固化反应，使得涂膜性能优异。从环氧树脂水性化技术上来说，已经从外加普通乳化剂、反应型乳化剂发展到自乳化法。自乳化乳液具有较好的加工和贮存稳定性，但其由于接枝了亲水链段或基团，涂膜亲水性明显增大，而且交联密度下降，使其涂层的耐水、耐盐雾和耐酸碱性能下降。从而需要解决交联密度问题以及需要固体胺分散体作固化，使其膜增加硬度且疏水性增强。

发明内容：

本发明的目的在于从防腐蚀角度出发，从材料和结构两方面考虑，运用分子设计技术，提出一种第五类水性环氧树脂体系的更高性能涂料及其制备方法。

分散体组成，且这二组分按水性固体环氧树脂乳液中环氧基与固体胺分散体中胺氢的摩尔比是1∶1.3～1.3∶1的比例混合；

其中，所述水性固体环氧树脂乳液中各原料组分及其质量百分比分别为：

所述固体胺分散体中各原料组分及其质量百分比分别为：

其中：