一种水性环氧酯树脂分散体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水性环氧酯树脂分散体及其制备方法，包括以下重量份数的组分：20

【技术实现步骤摘要】
一种水性环氧酯树脂分散体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水性涂料
，具体而言，涉及一种水性环氧酯树脂分散体及其制备方法。

技术介绍

[0002]“双碳”战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式。涂料中VOC的排放，也是影响“双碳”目标的重要因素。加快降低涂料中碳排放步伐，有利于引导绿色技术创新，提高产业和经济的全球竞争力。树脂作为涂料的主要成膜物，对控制涂料的VOC含量起着决定性的作用。近年来，关于此类课题的研究不胜枚举，如关于水性环氧酯改性石油树脂的制备，通常是先合成环氧酯树脂，然后与石油树脂共混加入助溶剂，再滴加丙烯酸单体，胺中和后分散于水中，该方法可以大大降低溶剂含量，但是仍需加入部分助溶剂和中和剂。关于环氧酯树脂水分散体与丙烯酸树脂的杂化乳液的制备方法，一般是首先合成出有共轭双键的环氧酯树脂分散体，再使环氧酯树脂分散体与丙烯酸单体进行乳液聚合反应，由于环氧酯树脂分散体中含有大量溶剂，丙烯酸与环氧酯共聚反应消耗掉部分用于氧化交联的双键，影响漆膜的交联密度，从而影响漆膜的性能。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本专利技术提出了一种水性环氧酯树脂分散体及其制备方法，旨在解决现有自干类型的环氧酯树脂合成过程中VOC含量较高、漆膜性能差等问题。
[0004]具体地，本专利技术第一方面提出了一种水性环氧酯树脂分散体，包括以下重量份数的组分：20
‑
40份疏水的环氧酯树脂、5
‑
25份亲水的环氧酯树脂、0
‑
4份中和剂和40
‑
60份水。
[0005]进一步地，上述水性环氧酯树脂分散体中，所述疏水的环氧酯树脂包括以下重量份数的组分：16
‑
60份不饱和脂肪酸、30
‑
60份第一环氧树脂、0
‑
10份一元酸、0
‑
10份二元酸、0
‑
10份多元醇和0.01
‑
0.5份催化剂。
[0006]进一步地，上述水性环氧酯树脂分散体中，所述亲水的环氧酯树脂包括以下重量份数的组分：30
‑
60份不饱和脂肪酸、10
‑
40份第二环氧树脂、0
‑
10份一元酸、0
‑
10份二元酸、0
‑
5份多元醇、0.01
‑
0.5份催化剂和5
‑
20份亲水单体。
[0007]进一步地，上述水性环氧酯树脂分散体中，所述不饱和脂肪酸选自脱水蓖麻优酸、亚麻油酸、豆油酸、桐油酸和妥尔油酸中的一种或几种；和/或所述一元酸为苯甲酸；和/或所述二元酸选自间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸和苯酐的一种或几种；和/或所述多元醇选自新戊二醇、1,6
‑
己二醇和三羟甲基丙烷中的一种或几种；和/或所述催化剂选自氧化锌、环烷酸锌、单丁氧基氧化锡或三苯基膦。
[0008]进一步地，上述水性环氧酯树脂分散体中，所述亲水单体选自偏苯三酸酐、甲基六氢苯酐、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠、聚乙二醇1000
‑
8000中的一种或几种。
[0009]进一步地，上述水性环氧酯树脂分散体中，所述第一环氧树脂选自环氧值为0.01
‑
0.2的环氧树脂中的一种或几种。
[0010]进一步地，上述水性环氧酯树脂分散体中，所述第二环氧树脂选自环氧值0.2
‑
0.51的环氧树脂中的一种或几种。
[0011]进一步地，上述水性环氧酯树脂分散体中，所述中和剂选自氨水、N,N
‑
二甲基乙醇胺、三乙胺和氢氧化钠中的一种。
[0012]本专利技术第一方面提供的水性环氧酯树脂分散体，较小分子量的亲水的环氧酯树脂可以作为分子量较大的疏水的环氧酯树脂的助溶剂与乳化剂，使得疏水性的环氧酯树脂粘度降至合适程度，并能在水中能够稳定的分散，减少了溶剂和中和剂的使用，TVOC含量可降低至0
‑
10％；由于两只树脂结构基本相同，利用相似相容的原理，较小分子量的亲水的环氧酯树脂可包裹在分子量较大的疏水的环氧酯树脂的外部，二者在成膜过程中通过氧化交联反应，使得分子量较小的环氧酯树脂的各项性能也得到了提升，从而使得最终制得的水性环氧酯树脂分散体的耐水性、耐盐雾性能均很优异。
[0013]本专利技术第二方面提供了一种水性环氧酯树脂分散体的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将16
‑
60份不饱和脂肪酸、30
‑
60份第一环氧树脂、0
‑
10份一元酸、0
‑
10份二元酸、0
‑
10份多元醇和0.01
‑
0.5份催化剂加入到反应釜中，缓慢升温至第一预设温度反应至酸值≤5，降温至80
‑
90℃，制成疏水树脂；
[0014]步骤2，将30
‑
60份不饱和脂肪酸、10
‑
40份第二环氧树脂、0
‑
10份一元酸、0
‑
10份二元酸、0
‑
5份多元醇和0.01
‑
0.5份催化剂加入到反应釜中，缓慢升温至190
‑
240℃反应至酸值≤5，接着降温至第二预设温度，加入5
‑
20份亲水单体反应至酸值为50
‑
70，降温至第三预设温度制成亲水树脂；或者将30
‑
60份不饱和脂肪酸、10
‑
40份第二环氧树脂、0
‑
10份一元酸、0
‑
10份二元酸、0
‑
5份多元醇、0.01
‑
0.5份催化剂和5
‑
20份亲水单体加入到反应釜中，缓慢升温至190
‑
240℃反应至酸值≤5，降温至第三预设温度，制成亲水树脂；
[0015]步骤3，将20
‑
40份疏水树脂与5
‑
25份亲水树脂于乳化罐中混合均匀，加入0
‑
2份中和剂，并以预设转速进行分散，分散过程中缓慢加入第四预设温度的去离子水，乳化后得到极低VOC含量的环氧酯树脂分散体。
[0016]进一步的，上述制备方法中，所述第一预设温度为200
‑
240℃，所述第二预设温度为180
‑
190℃，所述第三预设温度为75
‑
85℃。
[0017]本专利技术提供的制备方法，通过首先合成出大分子量的含有不饱和脂肪酸的疏水的环氧酯树脂，再合成小分子量的具有不饱和脂肪酸的亲水性环氧酯树脂，使二者以一定的比例在一定的温度下混合均匀，加入少量中和剂，中和羧基，在高速分散的状态下向混合好的树脂中缓慢加入一定温度的去离子水，调整至合适的固含和粘度，得到的该分散体的TVOC含量可低于3％，甚至可低至0，环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，包括以下重量份数的组分：20
‑
40份疏水的环氧酯树脂、5
‑
25份亲水的环氧酯树脂、0
‑
4份中和剂和40
‑
60份水。2.根据权利要求1所述的水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，所述疏水的环氧酯树脂包括以下重量份数的组分：16
‑
60份不饱和脂肪酸、30
‑
60份第一环氧树脂、0
‑
10份一元酸、0
‑
10份二元酸、0
‑
10份多元醇和0.01
‑
0.5份催化剂。3.根据权利要求1所述的水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，所述亲水的环氧酯树脂包括以下重量份数的组分：30
‑
60份不饱和脂肪酸、10
‑
40份第二环氧树脂、0
‑
10份一元酸、0
‑
10份二元酸、0
‑
5份多元醇、0.01
‑
0.5份催化剂和5
‑
20份亲水单体。4.根据权利要求2或3所述的水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，所述不饱和脂肪酸选自脱水蓖麻油酸、亚麻油酸、豆油酸、桐油酸和妥尔油酸中的一种或几种；和/或所述一元酸为苯甲酸；和/或所述二元酸选自间苯二甲酸、对苯二甲酸、己二酸和苯酐的一种或几种；和/或所述多元醇选自新戊二醇、1,6
‑
己二醇和三羟甲基丙烷中的一种或几种；和/或所述催化剂选自氧化锌、环烷酸锌、单丁氧基氧化锡或三苯基膦。5.根据权利要求3所述的水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，所述亲水单体选自偏苯三酸酐、甲基六氢苯酐、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、间苯二甲酸
‑5‑
磺酸钠、聚乙二醇 1000
‑
8000中的一种或几种。6.根据权利要求2所述的水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，所述第一环氧树脂选自环氧值为0.01
‑
0.44的环氧树脂中的一种或几种。7.根据权利要求3所述的水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，所述第二环氧树脂选自环氧值0.2
‑
0.55的环氧树脂中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的水性环氧酯树脂分散体，其特征在于，所述中和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，秦文，张帅丹，
申请(专利权)人：廊坊金汇利工业涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：