|
一、制备
1、配制反应性乳化剂
由环氧树脂瑟具有表面活性，又能与环氧基反应的聚醚二元醇在路易斯酸催化剂存在下反应生成乳化剂，环氧树脂与聚醚二元醇的摩尔比为1.2:1～1:1.2，反应温度控制在90～100℃，反应时间为46小时。
2、配制环氧树脂乳液
在环氧树脂中加入共溶剂溶解，降低粘度，然后加入环氧树脂重量的12～15%的反应性乳化剂，采用高速搅拌机，由机反转技术或采用高压均化机，由雾化方法，形成环氧树脂乳液，固含量为40～50%。
3、配制水性环氧树脂固化剂
对多乙烯多胺进行改性，工艺步骤为：1）封端，采用单环氧化合物与多乙烯多胺按1:1.2～1.2:1的摩尔比反应，温度55～65℃，时间100～150分钟；（2）加成，对经封端的多乙烯多胺与双氧化合物加成，两者的摩尔比为1.8:1～2.2：1，反应温度控制在90～100℃，时间12小时；（3）成盐，采用有机酸成盐，有机酸与封端和加成后剩余的胺氢的当量比为1:3.5～1:4.5，反应温度85～95℃，时间50～70分钟，反应结束后加入水，得固化剂，固含量可分30-50%。
二、特征
1、该水性环氧树脂涂料的制备方法，所用的聚醚二元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或其共聚物。
2、对环氧树脂进行溶解的共溶剂采用非空气污染笺醚类溶剂。
3、对高分子量环氧树脂，加入其50～60%重量的共溶剂溶解，对低分子量环氧树脂，加入其25～35%重量的共溶剂溶解。
4、对多乙烯多胺封端的单环氧化合物采用脂肪烃基环氧丙基醚，用双环氧化合物与之加成。
5、对多乙烯多胺加成反应体系用醋酸成盐。
三、背景
环氧树脂涂料是一种高性能涂料，应有十分广泛。它具有多种优点，包括与各种基层都有很强制附着力，涂层的硬度高，有很好的耐水和耐化学性，很好的耐磨性等，可作为地面涂料、金属防锈底漆，船舶涂料等。据专家介绍，目前不少环氧树脂涂料为溶剂型涂料，含有大量的可挥发有机化合物（VOC），有毒、易燃，因而对环境和人体造成危害。随着对环境保护的要求日益提高，对减低VOC甚至不含VOC的涂料的呼声日益高涨。
四、材料机理
水性环氧树脂涂料的开发、使用目的在于实现无环境污染。水性环氧树脂涂料为高性能双组分涂料，由环氧树脂乳液和水性环氧树脂固化剂两个组成。专家介绍，其中环氧树脂乳液由环氧树脂经反应性乳化剂乳化制备获得，反应性乳化剂的用量为环氧树脂重量的10～18%，比较合适的用量的12～15%。该反应乳化剂是由环氧树脂与其有表面活性的聚醚二元醇在路易斯酸催化剂存在下反应生成的、端基分别为环氧基和羟基的聚合物型乳化剂，固含量为40～60%；其中的环氧树脂可为双酚A型低分子量或高分子量环氧树脂，聚醚二元醇包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁醇或其共聚物等。水性环氧树脂固化剂是由多乙烯多胺经封端、加成、成盐工艺改性而获得的水溶性固化剂。
上述环氧树脂乳液（甲组份）和水性环氧树脂固化剂（乙组份），按环氧基与胺氢1.2:1～1:1.2的摩尔比配制，得水性环氧树脂涂料清漆。其中甲组份中可加入适量消泡剂，以消除混合是生成的气泡。加入消泡剂可以足SPA-202（中国）、EGTAN760（德国Munzing公司）等。
五、制备方法
1、配制反应性乳化剂
由于环氧树脂为高度油性的体系（HLBB-3），因此它的乳化比较困难，用常用的单活性中心的乳化剂往往不能得到稳定的环氧化脂乳液，而且这种外加的乳化剂残留在固化后的涂膜中对涂膜的耐水，耐化学性的影响较大。
该涂料使用原反应性乳化剂，是由环氧树脂与具有表面活性，又能与环氧基反应的聚醚二元醇在路易斯酸催化剂存在在下反应而生成，环氧树脂与聚醚二元醇的摩尔比为1.2:1～1:1.2，较好的为1:1，反应温度控制在90～100℃，反应时间表为4～6小时。所形成的反应性乳化剂为水白色固体，易溶于水。为便于使用，反应结束后加水溶解，固含量为40-50%，所得产品为清澈溶液，粘度,000～1500mPa.s。
上述聚醚二元醇包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或其共聚物等。与环氧树脂反应后生成的反应乳化剂为聚合物型的乳化剂，分子量很高，分子链中含有表面活性的聚醚链段，而且聚醚链段和环氧树脂链段交替排列，即亲水憎水链段交替排列。这样的反应性乳化剂的分子链上存在许多表面活性的亲水性的聚醚链段，它们是表面活性中心。与传统的单表面活性中心的乳化剂不同，它属于多表面活生中心的聚合型乳化剂。它们在乳化环氧树脂时，在分散相环氧树脂颗粒表面成卧式而不是立式吸附，能形成十分牢固的吸附保护层防止颗粒凝聚，因而能形成非常稳定的环氧树脂乳液。
环氧树脂与聚醚二元醇反应生成的反应性乳化剂分子的未端有环氧基，因此它能参与环氧树脂固化剂的固化反应，成为固化后交联分子的一部分。所以称它为反应性乳化剂，与外加型乳化剂的不同：它对涂膜性能的影响较小。
|
