水性环氧改性酚醛树脂乳液、其制备方法及以其为原料制备的胶黏剂技术

水性环氧改性酚醛树脂乳液、其制备方法及以其为原料制备的胶黏剂，涉及一种酚醛树脂乳液、其制备方法及以其为原料制备的胶黏剂。本发明专利技术是要解决现有水性酚醛树脂乳液固化后脆性大、胶接强度低的问题。该乳液由热固性酚醛树脂、环氧树脂、共溶剂、保护胶体、非离子乳化剂和去离子水组成。方法：将热固性酚醛树脂和环氧树脂溶于共溶剂中，并搅拌均匀，得树脂溶液；将保护胶体和非离子乳化剂溶于去离子水中，得乳化剂水溶液；将树脂溶液与乳化剂水溶液共混，乳化搅拌，即得到水性环氧改性酚醛树脂乳液。胶黏剂由水性环氧改性酚醛树脂乳液、固化剂、无机填料、偶联剂和抑制腐蚀剂组成。本发明专利技术的乳液固化后脆性小，胶接强度高。本发明专利技术用于胶黏剂领域。

【技术实现步骤摘要】
水性环氧改性酚醛树脂乳液、其制备方法及以其为原料制备的胶黏剂
本专利技术涉及一种酚醛树脂乳液、其制备方法及以其为原料制备的胶黏剂。
技术介绍
近年来，随着对环境保护的要求日益迫切，不含挥发性有机化合物(VOC)或低VOC体系已成为新型材料的研究方向。传统酚醛树脂结构胶黏剂以其胶接强度高、耐水、耐热、耐化学药品腐蚀等优点在摩擦材料、磨料、军工热防护材料、航空航天工业等领域有广泛的应用。但许多应用场合的该类产品以溶剂型产品为主，存在环保问题。因此，对高性能酚醛树脂胶黏剂水性化的研究具有重要意义。关于水性酚醛树脂乳液已有研究。如美国专利US5548015公开了一种酚醛树脂水分散液的制备方法，它采用保护胶体法制备水性酚醛树脂分散液，将热反应性亲水型酚醛树脂、疏水性醚化双酚A(酚醛树脂重量的10％)和聚乙烯醇(PVA)在适宜条件下共混反应，可制备出贮存性好、抗化学性强的分散液。加拿大专利CA1114537介绍了一种固体热固性酚醛树脂的水分散液的制备方法。该方法先将PVA溶于水和共溶剂的混合液中，在一定温度和一定搅拌速度下，将粉末状的热固性酚醛树脂加入，用高速分散机分散，制成稳定的酚醛树脂水分散液。日本专利JP8100104则采用PVA(最好是聚合度为100-5000，皂化度大于60％)、壬基酚聚氧化乙烯基醚和苯乙烯-马来酸共聚物作为乳化剂体系，对萜烯树脂改性的酚醛树脂进行了乳化。这种改性酚醛树脂乳液的特点是贮存稳定性好，与乳液相溶性好，同时有利于提高胶黏剂的粘接强度，而其乳化剂的用量较少。上述国外专利虽然制备出稳定的酚醛树脂乳液，但是树脂乳液固化后脆性较大，胶接强度较低。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有水性酚醛树脂乳液固化后脆性大、胶接强度低的问题，提供水性环氧改性酚醛树脂乳液、其制备方法及以其为原料制备的胶黏剂。本专利技术水性环氧改性酚醛树脂乳液按质量份数由100份热固性酚醛树脂、10～30份环氧树脂、10～30份共溶剂、1～10份保护胶体、1～5份反应性非离子乳化剂和140～170份去离子水组成。上述水性环氧改性酚醛树脂乳液的制备方法，按以下步骤进行：一、将苯酚和甲醛按摩尔比为1:(1.1～2.0)加入到反应器中，开动搅拌，升温至80～100℃；按苯酚的物质的量的0.2％～3％加入碱性催化剂，保持反应液温度为80～100℃，反应2～10h，得反应物，然后将反应物进行负压脱水，当反应物在150℃的凝胶时间达到90～600s时将反应物降至室温，即得热固性酚醛树脂；其中碱性催化剂为氢氧化钡、氨水、氢氧化钠或氧化锌；二、按羟基与环氧基团的摩尔比为1:(1～1.5)称取聚醚二元醇与环氧树脂，将聚醚二元醇加入反应釜中，于60℃加热至透明流动态，减压脱水后滴加占聚醚二元醇和环氧树脂总质量0.3％～1％的催化剂并撤热处理，然后边搅拌边加入环氧树脂，搅拌均匀后加热升温至80～180℃，反应2～4h得到非离子乳化剂；三、按质量份数称取100份热固性酚醛树脂、10～30份环氧树脂、10～30份共溶剂，使两种树脂溶于共溶剂中，并搅拌均匀，得树脂溶液；取1～10份保护胶体和1～5份非离子乳化剂溶于140～170份去离子水中，得乳化剂水溶液；四、将步骤三中树脂溶液与乳化剂水溶液共混，乳化搅拌，即得到水性环氧改性酚醛树脂乳液；其中步骤二和步骤三中所述的环氧树脂相同。以上述水性环氧改性酚醛树脂乳液为原料制备的胶黏剂按非挥发分质量份数由100份水性环氧改性酚醛树脂乳液、0～8份固化剂、0～20份无机填料、0～5份偶联剂和0～3份抑制腐蚀剂组成。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种水性酚醛树脂乳液及其胶黏剂的制备方法。通过将酚醛树脂与环氧树脂预共混后再共乳化改性的方法，制备出粘接性能优异的改性酚醛树脂乳液及其胶黏剂。共混树脂在加热固化条件下，除了酚醛树脂自身交联固化外，酚醛树脂中酚羟基和羟甲基可以与环氧树脂中的环氧基发生交联固化反应，形成具有一定韧性的交联结构，降低了纯酚醛树脂乳液固化产物的交联密度，其中环氧基开环生成醚键，使大分子柔性增加，表现出较高的粘接性能，达到了增韧酚醛树脂的目的这种胶黏剂在常温及高温条件下具有较高粘接强度。同时大大减少了有机溶剂的使用量。与溶剂型环氧改性酚醛及其胶黏剂比较，本专利技术制备的水性环氧改性酚醛树脂乳液及其胶黏剂不但具有较低的VOC含量，减小了溶剂型胶黏剂对环境污染的问题，同时具有较高的室温和高温粘接强度，具有很好的应用前景。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式水性环氧改性酚醛树脂乳液按质量份数由100份热固性酚醛树脂、10～30份环氧树脂、10～30份共溶剂、1～10份保护胶体、1～5份反应性非离子乳化剂和140～170份去离子水组成。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述热固性酚醛树脂的制备方法为：将苯酚和甲醛按摩尔比为1:(1.1～2.0)加入到反应器中，开动搅拌，升温至80～100℃，按苯酚的物质的量的0.2％～3％加入碱性催化剂，保持反应液温度为80～100℃，反应2～10h，得反应物，然后将反应物进行负压脱水，当反应物在150℃的凝胶时间达到90～600s时将反应物降至室温，即得热固性酚醛树脂；其中碱性催化剂为氢氧化钡、氨水、氢氧化钠或氧化锌。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51、双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-20、酚醛环氧树脂F-51、酚醛环氧树脂F-44或双酚S型环氧树脂。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述共溶剂为丁酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、四氢呋喃、乙二醇单丁醚、乙二醇单异丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、乙酸乙酯、乙二醇单甲醚醋酸酯或二乙二醇单乙醚醋酸酯。其它与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述保护胶体为聚乙烯醇1788、聚乙烯醇2088、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2099、阿拉伯树胶、瓜尔胶、褐藻胶或卡拉胶。其它与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述非离子乳化剂的制备方法为：按羟基与环氧基团的摩尔比为1:(1～1.5)称取聚醚二元醇与环氧树脂，将聚醚二元醇加入反应釜中，于60℃加热至透明流动态，减压脱水后滴加占聚醚二元醇和环氧树脂总质量0.3％～1％的催化剂并撤热处理，然后边搅拌边加入环氧树脂，搅拌均匀后加热升温至80～180℃，反应2～4h得到非离子乳化剂；其中聚醚二元醇为聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、聚丙二醇或聚丁二醇；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51、双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-20、酚醛环氧树脂F-51、酚醛环氧树脂F-44或双酚S型环氧树脂；所述催化剂为三氟化硼乙醚络合物、三苯基膦、过硫酸钾或三正丁胺。其它与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：本实施方式水性环氧改性酚醛树脂乳液的制备方法，按以下步骤进行：一、将苯酚和甲醛本文档来自技高网...

【技术保护点】
水性环氧改性酚醛树脂乳液，其特征在于该乳液按质量份数由100份热固性酚醛树脂、10～30份环氧树脂、10～30份共溶剂、1～10份保护胶体、1～5份非离子乳化剂和140～170份去离子水组成。

【技术特征摘要】
1.水性环氧改性酚醛树脂乳液，其特征在于该乳液按质量份数由100份热固性酚醛树脂、10～30份环氧树脂、10～30份共溶剂、1～10份保护胶体、1～5份非离子乳化剂和140～170份去离子水组成；所述热固性酚醛树脂的制备方法为：将苯酚和甲醛按摩尔比为1:(1.1～2.0)加入到反应器中，开动搅拌，升温至80～100℃，按苯酚的物质的量的0.2％～3％加入碱性催化剂，保持反应液温度为80～100℃，反应2～10h，得反应物，然后将反应物进行负压脱水，当反应物在150℃的凝胶时间达到90～600s时将反应物降至室温，即得热固性酚醛树脂；其中碱性催化剂为氢氧化钡、氨水、氢氧化钠或氧化锌；所述共溶剂为丁酮、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、四氢呋喃、乙二醇单丁醚、乙二醇单异丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丙醚、乙酸乙酯、乙二醇单甲醚醋酸酯或二乙二醇单乙醚醋酸酯；所述保护胶体为聚乙烯醇1788、聚乙烯醇2088、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2099、阿拉伯树胶、瓜尔胶、褐藻胶或卡拉胶。2.根据权利要求1所述的水性环氧改性酚醛树脂乳液，其特征在于所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51、双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-20、酚醛环氧树脂F-51、酚醛环氧树脂F-44或双酚S型环氧树脂。3.根据权利要求1所述的水性环氧改性酚醛树脂乳液，其特征在于所述非离子乳化剂的制备方法为：按羟基与环氧基团的摩尔比为1:(1～1.5)称取聚醚二元醇与环氧树脂，将聚醚二元醇加入反应釜中，于60℃加热至透明流动态，减压脱水后滴加占聚醚二元醇和环氧树脂总质量0.3％～1％的催化剂并撤热处理，然后边搅拌边加入环氧树脂，搅拌均匀后加热升温至80～180℃，反应2～4h得到非离子乳化剂；其中聚醚二元醇为聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、聚丙二醇或聚丁二醇；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51、双酚A型环氧树脂E-44、双酚A型环氧树脂E-20...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣立平，刘晓辉，赵颖，李欣，张大勇，王刚，朱金华，
申请(专利权)人：黑龙江省科学院石油化学研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23