[发明专利]一种基于石墨烯的水性环氧树脂乳液的制备方法

说明书

本发明公开一种基于石墨烯的水性环氧树脂乳液的制备方法，称取如下重量份原料：10‑15份改性石墨烯，3‑5份乳化剂，35‑50份环氧树脂，5‑10份聚乙二醇，120‑150份丙二醇甲醚，20‑30份去离子水，1‑2份三氟化硼，1‑3份流平剂；该改性石墨烯本身具有物理阻隔作用，当该乳液用于漆膜燃烧时可以减少热量传递和可燃性气体挥发，而且能够形成碳层，保护基体不被燃烧，赋予该乳液优异的阻燃性能；解决了石墨烯之间存在超强的范德华力和共轭作用力，容易形成三维结构，使其在有机相以及水相溶剂中分散性较差的技术问题。

技术领域

本发明属于环氧树脂乳液制备技术领域，具体为一种基于石墨烯的水性环氧树脂乳液的制备方法。

背景技术

环氧树脂由于其优异的物理机械性能，如附着力好、耐化学性好、耐溶剂性优异、硬度高、耐磨性好等特点，已在军用、民用、工业维护等方面得到了广泛的应用，特别是在涂料工业领域中应用更为广泛。为了能够更有效的替代普通用溶剂型环氧树脂涂料，人们对水性环氧树脂乳液的开发研究不断取得进展，目前常用的水性环氧树脂乳液是通过外加乳化剂的方法获得的，即在乳化剂的存在下，用外力使树脂分散在水相中，但是该方法有本身的局限性，如生产设备要求较高，需高速分散设备，而且粒径较大，储存稳定性及应用性能都不太理想。目前，如何获得性能高、稳定性好、固化迅速的水性环氧树脂体系已成为研究的一大热点。

中国发明专利CN101402739A公开了一种水性环氧树脂乳液的生产方法，按照相反转法制备水性环氧树脂乳液，对制备的环氧树脂乳液用高速分散机分散，再用胶体磨对其进行破碎研磨和均质机进行高压乳化。高速分散机的分散速度为100-140转/min。采用胶体磨进行破碎研磨，研磨时间为0.5-1.5h，转速为2500-3500r.m.p。在均质机上进行高压乳化，乳化压力为30-100MPa，乳化时间为0.5-1.5h。采用本发明所得水性环氧树脂乳液的性能优良：离心稳定性效果是3000转/min，30分钟不分层。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供一种基于石墨烯的水性环氧树脂乳液的制备方法。

本发明所要解决的技术问题：

(1)石墨烯之间存在超强的范德华力和共轭作用力，容易形成三维结构，使其在有机相以及水相溶剂中分散性较差；

(2)现有技术在环氧树脂乳液制备过程中无法控制乳液粒径，粒径分布不均匀导致该乳液的稳定性差，而且乙醇胺自身的胺氢和环氧基开环变成叔胺，叔胺能够促进环氧基发生开环交联，导致体系的反应过程中发生胶化。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于石墨烯的水性环氧树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：

第一步、称取如下重量份原料：10-15份改性石墨烯，3-5份乳化剂，35-50份环氧树脂，5-10份聚乙二醇，120-150份丙二醇甲醚，20-30份去离子水，1-2份三氟化硼，1-3份流平剂；

第二步、将环氧树脂加入装有丙二醇甲醚的烧杯中，60-65℃水浴加热并匀速搅拌，直至形成透明溶液，之后加入乳化剂和聚乙二醇，继续搅拌30min；

第三步、加入三氟化硼和改性石墨烯，降温至30-35℃并匀速搅拌10min，之后升温至85℃，在此温度下反应2h，之后降温至60℃，滴加去离子水，控制滴加时间为1h，匀速搅拌并反应30min，之后加入流平剂，混合均匀，制得基于石墨烯的水性环氧树脂乳液。

进一步地，所述流平剂为BD-3307和GSK-550中的一种或两种。