[发明专利]柔性水性环氧固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种阴/非离子水性环氧固化剂及其制备方法和应用。水性环氧固化剂的原料包括：环氧树脂1份；多元胺化合物0.65‑6份；阴/非离子乳化剂0.1‑1份；单环氧活性稀释剂0.25‑1.25份。本发明的阴/非离子水性环氧固化剂，反应活性可控，具有良好的亲水性，水分散性能良好，可以分散或溶解在水中，有较好的稳定性和施工性能，搭配环氧树脂乳液制得的漆膜具有优异的耐冲击性、柔韧性、耐盐雾性，附着力强。

技术领域

本发明属于水性环氧涂层的技术领域，具体涉及阴/非离子水性环氧固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂涂料具有优异的附着力、机械性能和耐化学品性能，被广泛应用于涂料防腐、土木工程、粘合剂等领域。由于传统溶剂型环氧涂料含有甲醛、苯等有机挥发物，严重影响生态环境和人体健康，所以研究水性环氧涂料是当今涂料发展的重要趋势。固化剂作为水性环氧体系的关键组分之一，对漆膜的最终性能起着决定性作用。目前，市场上大多是通过引入非离子型亲水基或有机酸来以中和成盐以实现水性环氧固化剂在水中的分散。基于此方法的水性环氧固化剂主要有两类：一类是酰胺类改性固化剂，另一类是环氧-胺加成改性固化剂。例如：

在CN 1292008 A中涉及了酰胺类改性固化剂，其固化剂通过将聚乙二醇或聚(乙二醇-co-丙二醇)进行改性得到羧基封端的聚合物后，再与多元胺进行酰胺化反应得到聚醚改性的酰胺类固化剂。该制备方法得到的固化剂为水分散体型，本身与环氧树脂的结构差距较大，两者的相容性存在一定问题；同时，羧基封端的聚乙二醇的氧化过程繁琐，合成相对麻烦，工业化上并不适合。

在CN 103261317 A中提出了基于乳化剂基础上改性的一种固化剂，由于乳液与固化剂结构较为类似，二者相容性较好，会具有明显的增稠现象和合适的使用窗口；但是该固化剂合成的结构较为复杂，需多步反应，且其中的部分原料制备较为麻烦，对工业化设备有较高要求。

为了实现固化剂的亲水性，CN 1084864 A中提出了用氧化的聚乙二醇与多元胺反应制备聚酰胺类固化剂，其除了合成的技术难度外，还需外加催化剂以实现室温条件下的固化，尚不能解决无催化剂存在条件下的快干固化剂的情形。

而US 4246148和US 460840中公开了室温固化的水性环氧固化剂的制备方法，由于这两个专利涉及的多为脂肪族多元胺的改性产物，也就意味着脂肪族多元胺与双酚A型环氧树脂进行开环加成后所得产物的亲水性下降。为了保证该类固化剂能在水中有好的分散性，经常需向固化剂中添加有机酸(如乙酸)进行中和成盐，以提升亲水性。但是，有机酸的引入会导致金属涂膜产生闪锈，使涂层的性能下降。而且此类固化剂易受到pH变化的影响，比如，搭配碱性颜填料时容易出现失稳的现象。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种阴/非离子水性环氧固化剂，该水性环氧固化剂乳化剂含量少，稳定性好，且与环氧树脂具有较好的相容性。

本发明的第二个目的在于提供前述的阴/非离子水性环氧固化剂的制备方法，该制备方法工艺简单易操作。

本发明的第三个目的在于提供前述的阴/非离子水性环氧固化剂及根据前述方法制备的阴/非离子水性环氧固化剂在制备环氧树脂涂料中的应用。

为实现发明的第一个目的，采用以下的技术方案：

一种柔性水性环氧固化剂，所述柔性水性环氧固化剂由包括以下重量份数的原料制备得到：

其中，所述多元胺化合物为脂肪族多元胺、脂环族多元胺和芳香族多元胺中的任一种或多种的组合；在一个具体的实施方式中，所述多元胺化合物选自带有至少4个活泼氢的伯胺，例如，所述脂肪族多元胺为脂肪族的二元胺和/或脂肪族的三元胺，所述脂环族多元胺为脂环族的二元胺和/或脂环族的三元胺，所述芳香族多元胺为芳香族的二元胺和/或芳香族的三元胺。