[发明专利]水性环氧树脂分散体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种水性环氧树脂分散体及其制备方法和应用，其中，所述水性环氧树脂分散体，按重量百分比计，由包括以下的原料组分制成：2％～12％环氧乳化剂、2％～12％酰胺中间体、3％～15％芳香族多元醇、25％～48％环氧树脂、0.02％～1％第一催化剂、30％～60％水和有机溶剂0～10％；其中，所述酰胺中间体具有柔性链段和酰胺基团。采用该水性环氧树脂分散体的涂膜干燥速度快，固化后形成的涂膜具有优异的附着力和柔韧性。

技术领域

本发明涉及水性涂料及胶黏剂技术领域，特别是涉及一种水性环氧树脂分散体及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂因为具有固化收缩率低、良好的耐化学药品性、耐磨性好以及耐腐蚀性好等性能，广泛用于胶黏剂、涂料及地坪等领域。但是传统的溶剂型环氧树脂的挥发性有机化合物含量较高，不仅对环境污染较严重，对操作工人身体健康也带来的了一定的威胁。随着国家政策对环境保护日益严格以及一些环境保护的法律法规出台，水性环氧树脂由于不含或只含少量有机溶剂、环保性好、安全性高等突出优点，因此在一些领域已经逐渐取代了溶剂型环氧树脂。因此展开水性环氧树脂的研究，具有很重要的工业价值。目前常见的一些水性环氧树脂还存在一些缺点，如：固化后涂膜比较脆，柔韧性差、或者柔韧性好，干燥速度相对又慢、涂膜在一些特殊金属(如：铝板、镀锌板)基材上附着力差等。

目前，虽然关于环氧树脂乳液(分散体)的制备方法已有大量研究，但是均存在有不足之处，比如：通过将环氧树脂、双酚A、催化剂以及乳化剂反应，然后加入溶剂，最后加水乳化制备环氧树脂乳液，该方法制备的乳液涂膜硬度不高，柔韧性也差；先利用聚醚多元醇与环氧树脂反应，形成加成物，然后加成物再与环氧树脂、芳香族多元醇和环氧脂肪酸酯反应，加水乳化后得到一种水性环氧树脂分散液，该方法制备得到的分散液VOC含量低，涂膜柔韧性较好，但硬度偏低；先利用双酚A环氧树脂、双酚A和聚二元醇缩水甘油醚反应，然后加入聚乙二醇单甲醚与异氰酸酯的加成反应物，最后加水乳化制得水性环氧分散体，通过该方法制备的水性环氧分散体粒径小存储稳定较好，且能改善涂膜柔韧性，但缺点是干性差。

发明内容

基于此，有必要提供一种水性环氧树脂分散体，其具有良好的涂膜干性和柔韧性，同时具有优异的附着力。

一种水性环氧树脂分散体，按重量百分比计，由包括以下的原料组分制成：

2％～12％环氧乳化剂、2％～12％酰胺中间体、3％～15％芳香族多元醇、25％～48％环氧树脂、0.02％～1％第一催化剂、30％～60％水和有机溶剂0～10％；其中，所述酰胺中间体具有柔性链段和酰胺基团。

上述水性环氧树脂分散体中的各原料组分之间可发生反应，并通过控制各原料组分的配比，环氧乳化剂、酰胺中间体、芳香族多元醇、以及环氧树脂充分反应，使水性环氧树脂分散体系中不存在游离的乳化剂和酰胺中间体，且酰胺中间体具有柔性链段和酰胺基团，与环氧树脂发生反应将柔性链段和酰胺基结构引入到环氧树脂结构中，从而不仅使水性环氧树脂分散体具有良好的柔韧性，而且分散体系的粒径小、储存稳定性好，还具有良好的涂膜干性，固化后与基体的附着力强。

在其中一个实施例中，所述环氧乳化剂是由亲水性聚醚多元醇、环氧基化合物和第二催化剂制得的；其中，所述亲水性聚醚多元醇中羟基的当量数与所述环氧基化合物中环氧基的当量数之比是1:(1～3.5)，所述第二催化剂为路易斯酸催化剂。

在其中一个实施例中，所述亲水性聚醚多元醇为平均分子质量400g/mol～20000g/mol的聚乙二醇；和/或，所述环氧基化合物的每个分子中至少具有两个环氧基团；和/或，所述第二催化剂选自五氟化锑、三氟化硼、三氟化硼醚络合物和三氟化硼胺络合物中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述酰胺中间体是由二元胺和二元羧酸在140℃～260℃条件下反应制得的，其中，所述二元胺中伯氨基的当量数与所述二元羧酸中羧基的当量数之比是(0.5～2):1；或者