專利名稱：一種水性單組分外乳化環氧樹脂乳液及其制備方法
技術領域：
本發明涉及化工領域，特別涉及一種水性單組分外乳化環氧樹脂乳液及 其制備方法。
背景技術：
傳統的環氧樹脂是溶劑型和粉末型的，具有良好的強度、耐磨性、耐化 學性、耐腐蝕性等。但是，粉末型環氧樹脂的涂層密度較差，施工難度較大，
需要借助一些專用設備才能施工；溶劑型環氧樹脂在施工過程中會揮發大量 的溶劑，污染環境，而且有些有毒的溶劑(比如三苯類)還會對人體有比較 大的傷害作用。近年來，有關環境污染限制的法律與法規相繼出臺，零voc 或低VOC的體系已經成為新材料的研究方向。水性環氧樹脂具有很多優點， 如低VOC含量、使用安全、可用水清洗、工藝日益成熟、符合環保要求等； 而且，水性環氧樹脂可以在室溫或潮濕的環境下固化，固化時間和溫度可根 據施工要求來調整。目前，水性環氧樹脂的制備方法有以下幾種 一種制備 方法是把固化劑做成水性的，在施工現場把環氧樹脂、稀釋劑等加入水性固 化劑中，分散成為水性環氧樹脂，如申請號為200410051180.2的專利；但 是，由于親水固化劑和疏水環氧樹脂在親水方面的巨大差別，使得兩者在溶 度參數上不相配，從而引起成膜后的相分離，導致強度等性能下降，而且由 于體系使用了稀釋劑，所以環氧樹脂固化后還會釋放出一些沒有完全固化的 稀釋劑。另一種制備方法是先把環氧樹脂做成水性乳液，把固化劑也做成水 性固化劑，然后做成雙組份體系。由于環氧樹脂是憎水的，所以要把它分散 到水中就必須要引入親水基團。第二種是把環氧樹脂乳化，可分為外乳化法 如US3945964和內乳化法如US4197389。外乳化法就是借助于外加的乳化 劑，將液體或磨碎的固體環氧樹脂通過機械攪拌分散于水中，形成穩定的水 包油乳液體系。外乳化法可分為直接乳化法和相反轉法，但是，直接乳化得 到的乳液體系不太穩定，顆粒較粗，不易控制。而且工藝較復雜，如US3945964 采用外乳化方法，需要和固化劑混合后才能使用。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種環境友好、成 本低、工藝簡單的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液。
本發明的另一目的在于提供一種上述水性單組分外乳化環氧樹脂乳液的 制備方法。
本發明的目的通過下述技術方案實現
一種水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，按重量百分比計，包括下述原料 環氧樹脂 20~60% 固化劑 1~10%
非離子乳化劑 1~10%
陰離子乳化劑 1 10%
活性稀釋劑 0~10%
溶劑 0~10%
水 30~70%。 所述環氧樹脂可為雙酚A型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、鄰甲酚醛型環 氧樹脂或多元醇縮水甘油醚型環氧樹脂中的一種或一種以上混合物；優選雙 酚A型環氧樹脂，如E—20、 E—44、 E—51、 EP—828或F—51中的一
種或一種以上混合物。
所述固化劑為潛伏型固化劑，如雙氰胺系列或咪唑一金屬鹽絡合物等， 優選雙氰胺系列。
所述非離子乳化劑可為烷基酚聚氧乙烯醚(OP系列、NP系列)或山梨 醇酐單月桂酸酯(商品名稱是司盤)；優選OP、 NP系列的乳化劑。
所述陰離子乳化劑可為烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽或烷基磷酸鹽；優選烷 基硫酸鹽或垸基磺酸鹽。
所述活性稀釋劑是單官能基的低粘度環氧樹脂，如苯基縮水甘油醚或丁 基縮水甘油醚。
所述溶劑可為丙酮、丁酮、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇單甲醚或乙 二醇單丁醚等水溶性溶劑。
上述水性單組分外乳化環氧樹脂乳液的制備方法，是在20 5CrC下，將 上述配比的環氧樹脂、固化劑、非離子乳化劑、陰離子乳化劑、活性稀釋劑 和溶劑混合均勻，然后在高速攪拌下，加入水中分散得到水性單組分外乳化 環氧樹脂乳液。木發明與現有技術相比具有如下優點和效果
(1) 本發明采用乳化劑對環氧樹脂進行乳化，使憎水的環氧樹脂具有親 水的部分，從而能夠很好的分散于水中。
(2) 本發明把環氧樹脂和固化劑一起分散到水中，利用常溫下固化劑不 和環氧樹脂反應，升高溫度后才和環氧樹脂反應的原理，得到性能優良的單 組分的水性環氧樹脂乳液，其在使用時可以直接使用，不必在把環氧樹脂乳 液和水性固化劑混合后在使用，簡化了使用丄藝。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明做進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不 限于此。
實施例1
將100gE—51 (E—代表雙酚A型環氧樹脂)，8g雙氰胺，5gOP—10，
1g十二垸基硫酸鈉一起加入三口燒瓶中，在油浴加熱下，加熱到50。C，混合 0.5小時，在高速攪拌下，緩慢加入170g去離子水，水完全加入后，再攪拌 0.5小時，過濾，得到40%的水性環氧樹脂乳液。
實施例2
將1KgE—44， 73g雙氰胺，60gNP—9， 10g十二垸基硫酸鈉一起加入
三口燒瓶中，在油浴加熱下，加熱到3CTC，混合1小時，等混合均勻后，在 高速攪拌下，緩慢加入1.4Kg去離子水，水完全加入后，再攪拌0.5小時， 過濾，得到45%的環氧乳液。
實施例3
將500gE—20， 15g雙氰胺，10g苯基縮水甘油醚，10g正丁醇，18gOP 一9， 5g十二烷基磺酸鈉一起加入三口燒瓶中，在油浴加熱下，加熱到2CTC， 混合1小時，等混合均勻后，在高速攪拌下，緩慢加入822g去離子水，水完 全加入后，再攪拌0.5小時，過濾，得到40%的環氧乳液。
實施例4
將1KgE—44， 70g雙氰胺，40g司盤—20， 15g十二烷基硫酸鈉一起加 入三口燒瓶中，在油浴加熱下，加熱到30。C，混合1小時，等到混合均勻后， 在高速攪拌F，緩慢加入1.12Kg去離子水，水完全加入后，再攪拌0.5小時，
5過濾，得到50%的環氧乳液。
實施例5
將1KgEP—828， 80g雙氰胺，65gOP—10， 12g十二烷基硫酸鈉一起
加入三口燒瓶中，在油浴加熱下，加熱到5CTC，混合0.5小時，在高速攪拌 下，緩慢加入1.735Kg去離子水，水完全加入后，再攪拌0.5小時，過濾， 得到40%的水性環氧樹脂乳液。
實施例6
將100gF—51， 8g雙氰胺，10g乙二醇單丁醚，5gOP—10， 1g十二垸 基硫酸鈉一起加入三口燒瓶中，在油浴加熱下，加熱到4CTC，混合0.5小時， 在高速攪拌下，緩慢加入160g去離子水，水完全加入后，再攪拌0.5小時， 過濾，得到40Q/^的水性環氧樹脂乳液。
實施例7
將100gF—51， 7g雙氰胺，5g正丁醇，6gNP—30， 1g垸基磷酸鈉一起 加入三口燒瓶中，在油浴加熱下，加熱到5CTC，混合0.5小時，在高速攪拌 下，緩慢加入170g去離子水，水完全加入后，再攪拌0.5小時，過濾，得到 40%的水性環氧樹脂乳液。
權利要求
1、一種水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，其特征在于按重量百分比計，包括下述原料環氧樹脂20～60％固化劑 1～10％非離子乳化劑1～10％陰離子乳化劑1～10％活性稀釋劑 0～10％溶劑0～10％水 30～70％。
2、 根據權利要求1所述的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，其特征在于:所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、鄰甲酚醛型環氧樹脂或多元醇縮水甘油醚型環氧樹脂中的一種或一種以上混合物。
3、 根據權利要求1所述的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，其特征在于: 所述固化劑是雙氰胺系列固化劑。
4、 根據權利要求1所述的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，其特征在于: 所述非離子乳化劑是烷基酚聚氧乙烯醚或山梨醇酐單月桂酸酯。
5、 根據權利要求1所述的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，其特征在于: 所述陰離子乳化劑是烷基硫酸鹽、垸基磺酸鹽或烷基磷酸鹽。
6、 根據權利要求1所述的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，其特征在于: 所述活性稀釋劑是苯基縮水甘油醚或丁基縮水甘油醚。
7、 根據權利要求1所述的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液，其特征在于: 所述溶劑是丙酮、丁酮、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇單甲醚或乙二醇單 丁醚。
8、 一種權利要求1~7任一項所述的水性單組分外乳化環氧樹脂乳液的制備方法，其特征在于在20 5crc下，將上述配比的環氧樹脂、固化劑、非離子乳化劑、陰離子乳化劑、活性稀釋劑和溶劑混合均勻，然后在高速攪拌 下，加入水中分散得到水性單組分外乳化環氧樹脂乳液。
全文摘要
本發明公開了一種水性單組分外乳化環氧樹脂乳液及其制備方法，是將環氧樹脂、固化劑、陰離子乳化劑、非離子乳化劑、活性稀釋劑和溶劑混合均勻，然后在高速攪拌下，加入水中分散得到水性環氧樹脂乳液。本發明采用乳化劑對環氧樹脂進行乳化，使憎水的環氧樹脂具有親水的部分，從而能夠很好的分散于水中。
文檔編號C08L63/00GK101463180SQ20071003270
公開日2009年6月24日 申請日期2007年12月19日 優先權日2007年12月19日
發明者蘭延勛, 呂滿庚 申請人:中國科學院廣州化學研究所