改性型环氧乳化剂及其制备方法和自改性环氧乳液技术

本发明专利技术提供了一种改性型环氧乳化剂，通过酸类化合物或酸酐类化合物，与表面活性剂、环氧树脂在催化剂的作用下，进行反应制备得到。本发明专利技术通过选用合适的表面活性剂、酸酐或酸类物质和环氧树脂，在合适的催化剂作用下，得到改性型环氧乳化剂，该乳化剂自身具有极佳的稳定性，由于其两端都含有环氧基，同时含有环氧骨架结构，使改性乳化剂能很好的参与后期的固化成膜，可有效的降低游离乳化剂的含量，降低其对界面结合影响。本发明专利技术使用的原料均符合环保要求，符合REACHA法规。且合成工艺温和，可操作性极强，生产过程可控，同时不会产生有毒有害物质。害物质。

【技术实现步骤摘要】
改性型环氧乳化剂及其制备方法和自改性环氧乳液


[0001]本专利技术涉及乳化剂
，尤其涉及一种改性型环氧乳化剂及其制备方法和自改性环氧乳液。

技术介绍

[0002]随着国家经济发展，国家对环境保护越来越重视，对环保型化工材料的需求越来越多，比如说玻纤乳液、环氧涂料等。近些年，国内的环氧漆主要以油性体系为主，但其存在VOC排放量过高等诸多问题，所以，在某些行业和领域，国家也开始大力强制推行水性漆代替油性漆。目前应用较多的是环氧乳液。
[0003]环氧乳液的制备有多种方法，比如：机械法、相反转法等。而目前比较通用的是使用相反转法，其主要过程是通过使用一些常规的聚醚型或者聚酯型乳化剂与环氧树脂混合，根据实际情况添加一些助剂，在适当的温度和搅拌状态下，通过激烈搅拌实现环氧乳液的制备。虽然此法使用甚广，但是通过此法制备的环氧乳液稳定性差，不利于长期保存；同时乳液中残留很多游离的乳化剂，对制成的涂料耐水性、对复合材料的界面结合力有很大影响。也有一些专利提到使用三氟化硼和三苯基膦等物质，催化环氧树脂接枝不同表面活性剂，以制备与环氧树脂具有很好相似相容性的改性表面活性剂。但是使用此法改性环氧树脂，存在改性的过程工艺难以控制，得到的产物结构不稳定。比如三氟化硼具有很强的吸水性，在使用的过程中很容易吸潮，同时释放出有毒的气体，对使用者有很大毒害性；同时三氟化硼催化速度很快，对环境因素比较敏感，不利于产品的质量控制。而使用三苯基膦，要求具有很高的催化温度，能耗高，同时反应速度较慢，产品收率较低，也不利于大规模化使用。
>
技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种改性型环氧乳化剂及其制备方法和自改性环氧乳液，采用上述改性型环氧乳化剂制备的自改性环氧乳液具有较高的储存稳定性、耐热性和耐水性。
[0005]本专利技术提供了一种改性型环氧乳化剂，通过酸类化合物或酸酐类化合物，与表面活性剂、环氧树脂在催化剂的作用下，进行反应制备得到。
[0006]本专利技术通过采用一些常见易得的表面活性剂与酸类或者酸酐类物质，在适当的催化剂作用下与不同当量环氧树脂反应接枝，制得含有端环氧基的改性型环氧乳化剂。
[0007]本专利技术优选的，所述酸类化合物为多元酸化合物，更优选为偏苯三甲酸、丁二酸、富马酸、己二酸中的一种或多种。
[0008]本专利技术优选的，所述酸酐类化合物选自马来酸酐、邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐中的一种或多种。
[0009]本专利技术优选的，所述表面活性剂选自聚醚型亲水表面活性剂、帕洛沙姆型表面活性剂、异构醇类表面活性剂中的一种或多种；更优选为PEG1000、PEG3000、PEG4000、
PEG6000、PEG10000、PEG20000、PE10500、PE6800、F108、F127、3400、3309中的一种或多种。
[0010]本专利技术优选的，所述环氧树脂选自环氧E51、E44、E20中的一种或多种。
[0011]本专利技术优选的，所述催化剂选自叔胺化合物和季铵盐中的一种或多种；更优选为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、2
‑
氨基苄胺、十二烷基三甲基氯化铵、苯甲胺、十八烷基二甲基苄基氯化铵、4
‑
(吗啡啉甲基)苄胺，N,N
‑
二甲基苄胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵，N,N
‑
二甲基甲酰胺,三乙胺，咪唑中的一种或多种。
[0012]本专利技术优选的，所述酸类化合物或酸酐类化合物，与表面活性剂、环氧树脂、催化剂的质量比为(3～12)：(53～87)：(5～20)：(0.2～3)；更优选为(5～10)：(62～80)：(8～16)：(0.5～2.5)
[0013]本专利技术提供了上述改性型环氧乳化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0014]S1)将酸类化合物或酸酐类化合物，和表面活性剂混合，加热使二者溶化，至酸值达到10～20；更优选达到13～18，最优选达到14～17；
[0015]S2)向体系中加入环氧树脂，搅拌至体系环氧当量稳定；
[0016]S3)向体系中加入催化剂，加热进行反应，至体系环氧当量为1000～15000，得到改性型环氧乳化剂。
[0017]所述步骤S3)中，更优选至体系环氧当量为2000～10000，进一步优选为3000～5000。
[0018]本专利技术优选的，所述步骤S1)加热的温度为60～140℃；更优选为100～130℃。
[0019]本专利技术优选的，所述步骤S3)加热的温度为80～140℃；更优选为110～120℃。
[0020]在本专利技术的一些具体实施例中，所述制备方法具体包括：
[0021]A)将表面活性剂和二元酸混合，加热升温，使二者完全溶化，并跟踪测试酸值，至酸值达到10～20；更优选达到13～18，最优选达到14～17；
[0022]B)向体系中加入环氧树脂，搅拌均匀，并跟踪测试环氧当量变化，至环氧当量稳定；
[0023]C)向体系中加入催化剂，加热进行反应，跟踪测试体系中的环氧当量，至体系环氧当量为1000～15000，更优选为2000～10000，进一步优选为3000～5000，得到改性型环氧乳化剂。
[0024]本专利技术的改性型环氧乳化剂的反应方程式如下：
[0025][0026]本专利技术提供了一种自改性环氧乳液，由上述改性型环氧乳化剂或上述制备方法制备的改性型环氧乳化剂，和环氧树脂制备得到。
[0027]本专利技术优选的，所述自改性环氧乳液，由上述改性型环氧乳化剂或上述制备方法制备的改性型环氧乳化剂，和环氧树脂采用相反转法制备得到。
[0028]本专利技术对上述环氧树脂的型号并无特殊限定，可以为一般市售的环氧树脂，本专利技术优选为双酚A型环氧树脂。
[0029]本专利技术提供了一种成膜剂，包括上述自改性环氧乳液和辅剂。
[0030]所述辅剂可以为成膜剂适用的一般辅剂，优选包括偶联剂和润滑剂。
[0031]本专利技术对所述偶联剂并无特殊限定，可以为成膜剂适用的一般偶联剂，优选为A
‑
151NT、A
‑
187、A
‑
1100、A
‑
174、A
‑
1128、A
‑
1160的一种或者多种。
[0032]本专利技术对所述润滑剂并无特殊限定，可以为成膜剂适用的一般润滑剂，优选为TEGO W
‑
33、TEGO G
‑
50、M
‑
550、3760
‑
B、PEG600DO、PEG600MO、PEG400MS的一种或者多种。
[0033]所述成膜剂中，所述自改性环氧乳液的质量含量优选为15％～80％，更优选为25％～60％，进一步优选为40％～55％。
[0034]与现有技术相比，本专利技术提供了一种改性型环氧乳化剂，通过酸类化合物或酸酐类化合物，与表面活性剂、环氧树脂在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性型环氧乳化剂，其特征在于，通过酸类化合物或酸酐类化合物，与表面活性剂、环氧树脂在催化剂的作用下，进行反应制备得到。2.根据权利要求1所述的改性型环氧乳化剂，其特征在于，所述酸类化合物选自偏苯三甲酸、丁二酸、富马酸、己二酸中的一种或多种；所述酸酐类化合物选自马来酸酐、邻苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐中的一种或多种；所述表面活性剂选自聚醚型亲水表面活性剂、帕洛沙姆型表面活性剂、异构醇类表面活性剂中的一种或多种；所述环氧树脂选自环氧E51、E44、E20中的一种或多种；所述催化剂选自叔胺化合物和季铵盐中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的改性型环氧乳化剂，其特征在于，所述表面活性剂选自PEG1000、PEG3000、PEG4000、PEG6000、PEG10000、PEG20000、PE10500、PE6800、F108、F127、3400、3309中的一种或多种；所述催化剂选自十二烷基二甲基苄基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、2
‑
氨基苄胺、十二烷基三甲基氯化铵、苯甲胺、十八烷基二甲基苄基氯化铵、4
‑
(吗啡啉甲基)苄胺，N,N
‑
二甲基苄胺、十二烷基二甲基苄基氯化铵，N,N
‑
二甲基甲酰胺,三乙胺，咪唑中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹均凯，龙浩，郝名扬，韦联川，胡颜刚，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：