【技术实现步骤摘要】
本申请涉及高分子材料领域，具体涉及一种可自乳化改性环氧树脂、其制备方法及其水性乳液。
技术介绍
1、环氧树脂由于其诸多良好性能而广泛应用于涂料中。作为基于环氧树脂的涂料，双组分环氧树脂乳液较为常见；但是，由于其在使用时需要现场添加固化剂并混合来制备目标涂料，因此存在施工繁琐、操作窗口期较短等缺点。在此情况下，无需固化剂的单组分环氧树脂乳液成为本领域研究热点。现有的单组分环氧树脂乳液通常通过不饱和脂肪酸(usfa)对环氧树脂进行开环改性，以及向其中引入羧基等亲水基团的方式来制备；但是，这样得到的改性环氧树脂(通常为阴离子环氧树脂)通常需要中和成盐，而中和剂(酸或碱)残留会恶化涂料的耐水和耐酸碱性能。此外，人们还开发了其他单组分环氧树脂，但它们或不具备自乳化功能而需要外加乳化剂，或在涂层的耐水性、致密性等方面的表现不尽人意。可见，本领域需要能克服至少一种上述缺陷的改性环氧树脂。
技术实现思路
1、基于上述需求，本申请提供一种可自乳化改性环氧树脂、其制备方法及其水性乳液。
2、本申请的一个方面提供一种可自乳化改性环氧树脂，其包括：包括环氧树脂链段和衍生自双侧羧基封端的聚乙二醇的链段的主链、衍生自不饱和脂肪酸的侧链和衍生自含烯键可共聚单体的侧链，所述含烯键可共聚单体包括一种或多种(甲基)丙烯酸酯类可共聚单体；
3、其中所述衍生自双侧羧基封端的聚乙二醇的链段是通过双侧羧基封端的聚乙二醇与环氧树脂发生开环反应而接枝的，且在开环反应中所述双侧羧基封端的聚乙二醇与环氧树脂的
4、本申请的另一方面提供一种制备可自乳化改性环氧树脂的方法，其包括以下步骤：
5、(1)将双侧羧基封端的聚乙二醇与环氧树脂进行开环反应，得到包括衍生自双侧羧基封端的聚乙二醇的链段的环氧树脂；在所述开环反应中，所述双侧羧基封端的聚乙二醇与环氧树脂的摩尔量之比为1:1～6；
6、(2)将所述包括衍生自双侧羧基封端聚乙二醇的链段的环氧树脂与不饱和脂肪酸进行酯化反应得到环氧酯；
7、(3)使环氧酯与含烯键可共聚单体进行自由基聚合反应，得到所述可自乳化改性环氧树脂；
8、其中所述可自乳化改性环氧树脂包括：包括环氧树脂链段和衍生自双侧羧基封端的聚乙二醇的链段的主链、衍生自不饱和脂肪酸的侧链和衍生自含烯键可共聚单体的侧链；并且所述含烯键可共聚单体包括一种或多种(甲基)丙烯酸酯类可共聚单体。
9、本申请的又一方面提供一种自乳化单组分水性环氧树脂乳液，其包括：水，和本专利技术的可自乳化改性环氧树脂或根据本专利技术方法制备的可自乳化改性环氧树脂。
10、本申请的再一方面提供一种制备水性改性环氧树脂乳液的方法，其包括：向本专利技术的可自乳化改性环氧树脂或根据本专利技术方法制备的可自乳化改性环氧树脂中加入水，并搅拌。
11、本申请的再另一方面提供一种自乳化单组分水性环氧树脂乳液作为涂料的用途。
12、本专利技术的可自乳化改性环氧树脂可在与水混合时自发乳化形成单组分水性环氧树脂乳液，而无需另外添加乳化剂和/或固化剂；并且，由本专利技术的水性乳液所得到的涂层(或漆膜)具有表干时间短、耐水性好、耐盐雾性好、附着力好和柔韧性好等期望性能中的一种或多种。
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1.一种可自乳化改性环氧树脂，其包括：包括环氧树脂链段和衍生自双侧羧基封端的聚乙二醇的链段的主链、衍生自不饱和脂肪酸的侧链和衍生自含烯键可共聚单体的侧链，所述含烯键可共聚单体包括一种或多种(甲基)丙烯酸酯类可共聚单体；
2.根据权利要求1所述的可自乳化改性环氧树脂，其重均分子量为20000～100000，优选为50000-90000。
3.根据权利要求1或2所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述双侧羧基封端的聚乙二醇在其分子链两端分别具有相同或不同数目的羧基，并且羧基的数目各自独立地为选自1～3的整数，优选为选自2～3的整数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述双侧羧基封端聚乙二醇是由聚乙二醇与多官能度羧酸和/或多官能度酸酐发生酯化反应得到的；优选地，多官能度羧酸和/或多官能度酸酐基于羧基计的摩尔量与聚乙二醇基于对羧基呈反应性的端基计的摩尔量之比为2～4:1，优选为3～4:1，更优选为3:1；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述聚乙二醇的重均分子量为200～8000，优选
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述环氧树脂具备以下特征中的一个或多个：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述不饱和脂肪酸为一种或多种包含10～30，优选12～25个碳原子且具有至少一个双键的链状脂肪酸；优选选自以下的一种或多种：油酸、亚油酸、亚麻油酸、蓖麻油酸、桐油酸、豆油酸、肉豆蔻油酸、十八碳四烯酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸和二十二碳六烯酸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述(甲基)丙烯酸酯可共聚单体是一种或多种具有1至10个碳原子的支链或直链醇的(甲基)丙烯酸酯；
9.根据权利要求1至8中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其是由以下步骤得到的：
10.一种制备可自乳化改性环氧树脂的方法，其包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述双侧羧基封端的聚乙二醇是由聚乙二醇于多官能度羧酸和/或多官能度酸酐反应得到的；其中所述多官能度羧酸和/或多官能度酸酐基于羧基计的摩尔量为聚乙二醇基于对羧基呈反应性的端基计的摩尔量之比为2～4:1，优选为3～4:1。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中在步骤(2)中的酯化反应结束后，加入有机溶剂使环氧酯的固含量为50％～80％；
13.一种自乳化单组分水性环氧树脂乳液，其包括：水，和根据权利要求1～9中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂或根据权利要求10～12中任一项所述的方法制备的可自乳化改性环氧树脂。
14.根据权利要求13所述的自乳化单组分水性环氧树脂乳液，其具备以下特征中的一个或多个：
15.一种制备自乳化单组分水性环氧树脂乳液的方法，其包括：向权利要求1～9中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂或根据权利要求10～12中任一项所述的方法制备的可自乳化改性环氧树脂中加入水，并搅拌。
16.根据权利要求13或14所述的自乳化单组分水性环氧树脂乳液作为涂料的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种可自乳化改性环氧树脂，其包括：包括环氧树脂链段和衍生自双侧羧基封端的聚乙二醇的链段的主链、衍生自不饱和脂肪酸的侧链和衍生自含烯键可共聚单体的侧链，所述含烯键可共聚单体包括一种或多种(甲基)丙烯酸酯类可共聚单体；
2.根据权利要求1所述的可自乳化改性环氧树脂，其重均分子量为20000～100000，优选为50000-90000。
3.根据权利要求1或2所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述双侧羧基封端的聚乙二醇在其分子链两端分别具有相同或不同数目的羧基，并且羧基的数目各自独立地为选自1～3的整数，优选为选自2～3的整数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述双侧羧基封端聚乙二醇是由聚乙二醇与多官能度羧酸和/或多官能度酸酐发生酯化反应得到的；优选地，多官能度羧酸和/或多官能度酸酐基于羧基计的摩尔量与聚乙二醇基于对羧基呈反应性的端基计的摩尔量之比为2～4:1，优选为3～4:1，更优选为3:1；
5.根据权利要求1至4中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述聚乙二醇的重均分子量为200～8000，优选为2000～6000。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述环氧树脂具备以下特征中的一个或多个：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可自乳化改性环氧树脂，其中所述不饱和脂肪酸为一种或多种包含10～30，优选12～25个碳原子且具有至少一个双键的链状脂肪酸；优选选自以下的一种或多种：油酸、亚油酸、亚麻油酸、蓖麻油酸、桐油酸、豆油酸、肉豆蔻油酸、十八碳四...
【专利技术属性】
技术研发人员：张冬海，孟腾飞，张玲，刘芳，王新征，来媛媛，李佳，
申请(专利权)人：山东奔腾漆业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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