[发明专利]由单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚单体合成的水性环氧脂乳液

说明书

技术领域：

本发明涉及水性环氧脂乳液技术领域，具体涉及一种由单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚单体合成的水性环氧脂乳液。

背景技术：

环氧树脂具有粘结性好、固化收缩率低、机械强度高、耐腐蚀性及耐溶剂性良好等优点，在化工、电器、建筑、航空等领域有着广泛的应用。传统的环氧树脂多为溶剂型环氧树脂，溶剂的使用会产生大量的挥发性有机化合物，污染环境且对人体健康造成不利影响。水性环氧树脂作为一种环境友好型产品，越来越受到人们关注。环氧脂树脂具有环氧和醇酸的特性，性能好于醇酸树脂，但是环氧脂树脂本身不溶于水，不能直接加水进行乳化，必须在其分子链中引入亲水的乳化基团或在体系中加入亲水亲油乳化剂组分。

目前，环氧脂树脂水性化主要包括以下三种方法：机械法、化学改性法和相反转法。其中化学法制备的水性环氧树脂乳液中分散相粒子的尺寸很小，约为几十到几百个纳米，但化学改性法的制备步骤不易控制，产品制备成本高。为了解决这一问题，本公司开发出一种由单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚亲水单体合成的水性环氧乳液，利用单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚亲水单体结构中所含的异氰酸酯基团能与环氧树脂结构上的仲羟基反应，形成氨基甲酸酯官能团，从而制得水性环氧树脂乳液，所得乳液的稳定性好，并且由其形成的涂膜耐水性和耐盐雾性强。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无需乳化剂、通过化学改性法使所制乳液质量稳定性好的由单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚单体合成的水性环氧脂乳液。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

由单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚单体合成的水性环氧脂乳液，由如下质量百分比的原料制成：

所述环氧树脂的环氧值在0.06-0.2。

所述环氧树脂的分子量在900-1500。

所述油酸选自亚油酸、桐油酸中的一种或亚油酸与豆油酸的混合物或桐油酸与豆油酸的混合物。

所述水性环氧脂乳液的制备方法为：将环氧树脂、油酸和二甲苯溶剂的混合物升温至180-230℃酯化到酸值为3-20，降温至100-130℃，真空脱二甲苯和水，使树脂中的质量含水量降低至0.1％以下，继续降温至40-80℃，再加入单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚，保温反应3-6h，反应结束后滴加去离子水，直至相反转得到稳定的乳液。

所述单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚由如下质量百分比的原料制成：

2,4-甲苯二异氰酸酯 11-20％

聚乙二醇单甲醚 80-89％；

其制备方法为：将2,4-甲苯二异氰酸酯和聚乙二醇单甲醚混合后升温至40-100℃反应3-10h，自然冷却至室温，即得单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚。

所述聚乙二醇单甲醚的分子量在400-1500。

本发明的有益效果是：

(1)所制水性环氧脂乳液的酸值低，酸值为3-20，不易水解，质量稳定性好，乳液粒径在0.6-1.8um，所形成涂膜的耐水和耐盐雾性比利用胺中和的水性环氧脂乳液好；

(2)所制水性环氧脂乳液的初期干燥好，VOC含量低于利用胺中和的水性环氧脂乳液；

(3)利用单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚与环氧树脂反应并通过相反转法制备水性环氧脂乳液，单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚结构中的异氰酸酯基团与环氧树脂结构上的仲羟基反应，从而引入亲水基团。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

(1)水性环氧脂乳液由如下质量百分比的原料制成：

将环氧树脂E20和亚油酸的混合物升温至200℃酯化到酸值为3-20，降温至120℃，真空脱水，使树脂中的质量含水量降低至0.1％以下，继续降温至70℃，再加入单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚，保温反应5h，反应结束后滴加去离子水，直至相反转得到稳定的乳液。

(2)单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚由如下质量百分比的原料制成：

2,4-甲苯二异氰酸酯20％

聚乙二醇单甲醚80％

将2,4-甲苯二异氰酸酯和聚乙二醇单甲醚混合后升温至80℃反应6h，自然冷却至室温，即得单异氰酸酯聚氧乙烯单甲醚。

实施例2

(1)水性环氧脂乳液由如下质量百分比的原料制成：