[发明专利]一种环氧树脂乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属高分子技术领域，具体涉及一种新型制备水溶性环氧树脂的方法。

背景技术

环氧树脂的化学稳定性好，粘接性高，电绝缘性能高，在机械电子、航空航天、建筑、交通等领域有 广泛的应用。环氧树脂不溶于水，溶于酮类等有机溶剂。近年来，由于对挥发性有机化合物的限制，使得 研究环氧树脂水溶性的途径成了一个热门课题。

目前，制备环氧树脂乳液的方法主要有两种，外加乳化剂法和化学改性法。外加乳化剂法通过加入一 定量的乳化剂，在高速搅拌下将环氧树脂均匀的分散于水中。这样得到的乳状液稳定性不好，同时加入的 乳化剂会影响后续环氧树脂的应用。化学改性法中最常用的方法是接枝改性，通过环氧树脂分子结构中的 次甲基氢在引发剂作用下与丙烯酸或丙烯酸类聚合物发生自由基反应，生成接枝共聚物，再以氨水中和羧 基成盐制备水溶性环氧树脂。但是接枝改性的方法影响因素众多，反应不易控制。因此，在目前对环氧树 脂水溶性改性的方法，都存在不足之处。

发明内容

本发明提出的制备环氧树脂乳液的方法，采用磷酸化法，将端环氧基变成反应性端基，然后又成盐， 提高了亲水性，制得稳定性良好的环氧树脂乳液，具体技术如下：

(1)在双酚A型环氧树脂中滴加一种溶剂I，加热搅拌使树脂完全溶解。

(2)(1)产物与五氧化二磷反应制备改性环氧树脂，反应结束后，出去溶剂。

(3)向(2)制备的产物中滴加蒸馏水，搅拌1h。

(4)向(3)产物中加碱中和成盐。

(5)向(4)产物中加入一定量的水，稀释至固含量为40％，即得到改性环氧树脂的乳液。

所述步骤(1)中采用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

所述步骤(1)中采用双酚A型环氧树脂，环氧值在0.2-0.54mol/100g树脂。

所述步骤(2)中五氧化二磷和环氧树脂的摩尔比为1∶1-1∶5.反应温度为40～60℃，反应时间为3～5h。

所述步骤(3)中加蒸馏水的质量为相对改性后环氧树脂质量的0.5％-2％。

所述步骤(4)中采用的碱为氢氧化钾。

本发明提出的制备的环氧树脂乳液是稳定性和贮存性良好的环氧树脂水性体系，选用双酚A型环氧树 脂，利用五氧化二磷与环氧基的开环加成反应，使端环氧基变成反应性端基，提高了亲水性。此时制得的 改性树脂中虽然具有了亲水性的磷酸酯键，但由于树脂分子的缔合作用，仍然不能较好的在水中分散。因 此，向上述改性环氧树脂中加氢氧化钾，中和成盐，再加入一定量的水，即得到改性后的环氧树脂乳液。 此环氧树脂乳液的分散粒径能达到纳米级。所得改性后环氧树脂乳液的性能：

(1)机械稳定性：3000转/分，30分钟不分层

(2)贮存稳定性：6个月不破乳

(3)浅黄色澄清液体

(4)平均粒径150nm左右

具体实施方式

下面通过实例进一步描述本发明。

实施例1

(1)在三口烧瓶中，加入40g(0.102mol)环氧树脂E-51(环氧值为0.51mol/100g)和35g溶剂，加搅 拌装置和温度计，用加热套加热至40℃使环氧树脂完全溶解。

(2)然后分三批快速加入4.8g(0.033mol)五氧化二磷，控制反应温度为60℃左右，持续反应4小时。

(3)向反应体系中加入0.5g蒸馏水水解，搅拌1h。

(4)降至是室温后，再加入氢氧化钾中和成盐，搅拌1h。

(5)加入67g蒸馏水，稀释至固含量为40％，即可得到改性环氧树脂的乳液。

实施例2

(1)在三口烧瓶中，加入50g(0.22mol)环氧树脂E-44(环氧值为0.44mol/100g)和40g溶剂，加搅拌 装置和温度计，用加热套加热至40℃使环氧树脂完全溶解。

(2)然后分三批快速加入10.3g(0.073mol)五氧化二磷，控制反应温度为60℃左右，持续反应4小时。

(3)向反应体系中加入0.8g蒸馏水水解，搅拌1h。

(4)降至是室温后，再加入氢氧化钾中和成盐，搅拌1h。

(5)加入90g蒸馏水，稀释至固含量为40％，即可得到改性环氧树脂的乳液。

本发明并不局限于实施例中所描述的技术，以上所述仅为本发明的较佳施例，并非限制性的，本发明 的权限由权利要求所限定，基于本发明所能够变化、重组等方法得到的与本发明相关的技术，都在本发明 的保护范围之内。