【技术实现步骤摘要】
本申请涉及涂料领域，特别涉及一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、水性环氧涂料通常由三部分组成，水性环氧乳液、颜填料和水性环氧固化剂组成。颜填料可以分散在水性环氧乳液中，也可以分散在水性环氧固化剂树脂中，搭配适当的分散助剂，消泡剂和流平剂制备成双组分水性环氧涂料。使用中将两个组分按照一定比例混合稀释后，采用刷涂、滚涂和喷涂的方法均匀涂敷在工件的表面，干燥后形成防腐性能优秀的水性环氧涂层。水性环氧涂料具有voc低，防腐性能好的特点。随着技术的进步，全球降低碳排放的大趋势下，水性环氧涂料在基材防腐的地位越来越重要，市场占有率也愈来愈高。水性环氧涂料应用领域广泛，已经应用在轨道交通、钢结构、工程机械、汽车零配件等领域。
2、同时，水性环氧涂料也尤其本身的劣势，即现有的水性环氧涂料的性能在一些重防腐的环境下，应用受到了极大的限制，影响了涂料防腐领域油转水的进展。油改水的过程中一方面生产线的改造要适应新的工艺要求，另外一方面也对水性涂料提出了更高的要求。使用双组分水性环氧涂料代替传统油性涂料后，漆膜的性能不能有大幅度的下降，比如耐水、耐盐雾、耐化学品性能等。现有的水性双组分环氧涂料多少存在某项性能缺失，如耐水性能与耐盐雾性能无法兼得、适用期过短影响施工、耐化学品性能特别是耐酸性能较差等。部分水性环氧涂料使用含铬类防锈颜填料，虽然此类原料能迅速在工件表面形成钝化膜，防锈能力好，且用量少，但是由于其对生物的毒害性，新的环保法规的对含铬类颜料做出了更加严格限制，使得涂料技术人员在涂料配方设计中采用
3、为了进一步提高水性环氧涂层的防腐和耐介质性能，需要寻找影响水性环氧涂层性能关键影响因素。通过平行对比测试了水性环氧乳液、水性环氧涂料和水性环氧固化剂三个方面的影响因素，发现水性环氧固化剂对涂层的防腐性能和耐介质性能起到关键性作用。所以，合成一种超支化高官能度的水性环氧胺固化剂具有重要意义。
技术实现思路
1、本申请为了解决上述技术问题，提供一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂及其制备方法和应用，该固化剂可以显著提高水性环氧涂层的致密性，从而提高涂层对各种介质的屏蔽作用，最终明显提升了水性环氧涂层的耐盐雾和耐介质性能。
2、第一方面，本申请提供了一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，是采用以下技术方案得以实现的。
3、一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.将多官能度环氧树脂与惰性溶剂混合均匀，将有机胺、惰性溶剂混合后升温至50～80℃，之后于50～80℃条件下滴加多官能度环氧树脂与惰性溶剂的混合物，滴加完毕后于60～90℃保温1～2小时，减压蒸馏出未反应物，将所得产物稀释得到预聚物ⅰ，稀释剂为去离子水或醇醚类溶剂；所述有机胺与多官能度环氧树脂的摩尔比为(3～10):1；
5、s2.将双官能度环氧树脂与惰性溶剂混合均匀，将有机胺、惰性溶剂混合后升温至50～80℃，之后于50～80℃条件下滴加多官能度环氧树脂与惰性溶剂的混合物，滴加完毕后于60～90℃保温1～2小时；减压蒸馏出未反应物，将所得产物稀释得到预聚物ⅱ，稀释剂为去离子水或醇醚类溶剂；所述有机胺与双官能度环氧树脂的摩尔比为(3～10):1；
6、s3.将多官能度环氧树脂与聚醚胺混合均匀，于70～100℃条件下保温反应2～3小时，随后于110～130℃保温反应2～3小时；降温至100℃以下，加入水与有机酸的混合物，70～100℃条件下保温反应2～3小时，得到预聚物ⅲ；所述聚醚胺与多官能度环氧树脂的质量比为(0.1～0.8):1；
7、s4.将步骤s1制得的预聚物ⅰ和步骤s2制得的预聚物ⅱ按照质量比为(0.2～8):1混合，升温至50～90℃，于50～90℃滴加步骤s3制得的预聚物ⅲ，预聚物ⅲ与预聚物ⅰ和ⅱ的混合物的质量比为(0.1～0.5):1，滴加完毕后保温2～3小时；然后在50～90℃下滴加单官能度缩水甘油醚，滴加完毕后保温1～3小时；再加入水与有机酸的混合物中和，并加入水或醇醚类溶剂稀释得到超支化高官能度环氧胺固化剂树脂。
8、进一步的，步骤s1中，环氧树脂官能度≥3，平均分子量为130～1000；有机胺选用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺中的任意一种或几种；惰性溶剂包括甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚或一种以上的混合物；醇醚类溶剂包括乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚或一种以上的混合物。
9、进一步的，步骤s2中，环氧树脂官能度等于2，平均分子量为130～1000；有机胺选用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺中的任意一种或几种；惰性溶剂包括甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚或一种以上的混合物；醇醚类溶剂包括乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇己醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇苯醚或一种以上的混合物。
10、进一步的，步骤s3中，环氧树脂官能度等于≥2，平均分子量为130～1000；聚醚胺为单官能度或多官能度的聚醚胺，平均分子量为500～4000，具体的，聚醚胺包括聚醚胺m-600、m-1000、m-2000、d-230、d-400、t-500或一种以上的混合物；有机酸选用乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、2，2-二羟甲基丙酸中一种或任意几种。
11、进一步的，步骤s3中，所述有机酸的物质的量小于等于聚醚胺的胺基的物质的量，水与有机酸的质量比为(0.5～2):1。
12、进一步的，步骤s4中，有机酸选用乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、2,2-二羟甲基丙酸中一种或任意几种；醇醚类溶剂包括乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、丙二醇苯醚、乙二醇己醚或一种以上的混合物；单官能度缩水甘油醚包括苯基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油酯、对叔丁基苯基缩水甘油醚、癸基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚或一种以上的混合物。
13、进一步的，步骤s4中，所述单官能度缩水甘油醚的质量与总反应物质量(反应容器内已加入原料总质量)比为(0.01～0.24):1。
14、进一步的，步骤s4中，所述水与有机酸的质量比为(0.5～2):1，水与有机酸的混合物质量与总反应物质量比为(0.01～0.1):1。
15、进一步的，步骤s1和s2中，减压蒸馏的温度为120～200℃。
16、第二方面，本申请提供了一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂，是采用以下技术方案得以实现的。
17、一种上述制备方法制备得到的超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂。
18、第三方面，本申请提供了一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的用途，是采用以下技术方案得以实现的。
19、一种上述超支化高官能度水性环氧胺固化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤S1中，环氧树脂官能度≥3，平均分子量为130～1000；有机胺选用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺中的任意一种或几种；惰性溶剂包括甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤S2中，环氧树脂官能度等于2，平均分子量为130～1000；有机胺选用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺中的任意一种或几种；惰性溶剂包括甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚或一种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤S3中，环氧树脂官能度等于≥2，平均分子量为130～1000；聚醚胺为单官能度或多官能度的聚醚胺，平均分子量为500～4000；
5.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述有机酸的物质的量小于等于聚醚胺的胺基的物质的量，水与有机酸的质量比为(0.5～2):1。
6.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤S4中，有机酸选用乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、2,2-二羟甲基丙酸中一种或任意几种；醇醚类溶剂包括乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、丙二醇苯醚、乙二醇己醚或一种以上的混合物；单官能度缩水甘油醚包括苯基缩水甘油醚、叔碳酸缩水甘油酯、对叔丁基苯基缩水甘油醚、癸基缩水甘油醚、辛基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚或一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述单官能度缩水甘油醚的质量与总反应物质量比为(0.01～0.24):1。
8.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述水与有机酸的质量比为(0.5～2):1，水与有机酸的混合物质量与总反应物的质量比为(0.01～0.1):1。
9.一种权利要求1-7任一所述制备方法制备得到的超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂。
10.一种权利要求9所述超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂在制备水性环氧涂料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤s1中，环氧树脂官能度≥3，平均分子量为130～1000；有机胺选用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺中的任意一种或几种；惰性溶剂包括甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚或一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤s2中，环氧树脂官能度等于2，平均分子量为130～1000；有机胺选用乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、异佛尔酮二胺中的任意一种或几种；惰性溶剂包括甲苯、二甲苯、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚或一种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤s3中，环氧树脂官能度等于≥2，平均分子量为130～1000；聚醚胺为单官能度或多官能度的聚醚胺，平均分子量为500～4000；有机酸选用乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、2，2-二羟甲基丙酸中一种或任意几种。
5.根据权利要求1所述的一种超支化高官能度水性环氧胺固化剂树脂的制备方法，其特征在于：步骤s...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡东波，梁晟源，陈力，周如东，李文凯，庄振宇，胡中，张汉青，祝宝英，刘明，王亚鑫，官自超，刘志远，
申请(专利权)人：中海油常州涂料化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。