一种水性环氧乳化剂及其制备方法
本发明公开了一种水性环氧乳化剂及其制备方法，属于水性防腐涂料领域。
背景技术：
1、环氧树脂具有优异的力学性能、出色的耐热性、较强的粘合性和优良的耐化学品等特点，在金属表面能够形成有效保护金属基体免受腐蚀环境影响的物理屏障，因此它在涂料领域具有广泛的应用。由于环氧树脂易溶于有机溶剂，传统的环氧涂料为油溶型涂料。它含有大量的挥发性有机化合物(voc)，对操作人员的健康和环境均具有较大的危害。因此，开发水性环氧涂料是避免使用有机溶剂的有效途径之一。
2、相反转法是制备水性环氧乳液应用最广泛的方法之一，它是在外加乳化剂的作用下将环氧树脂由油包水体系转化为水包油体系，从而获得水体系中可稳定分散的乳液。此过程中乳化剂的使用可以有效的将环氧树脂转变为可稳定分散在水溶液的乳液颗粒，但同时也会使后期形成涂层的亲水性能升高，从而影响涂层的耐水和耐腐蚀性能。因此，开发高性能乳化剂具有重要意义。为了克服以上的问题，本发明通过环氧树脂e20、植酸、聚醚胺、聚乙二醇二缩水甘油醚构建了一种既可以具有高乳化性能且能够在基材防腐方面有益的乳化剂结构。
技术实现思路
1、为了有效解决油溶型涂料含有高挥发性有机化合物、水性涂料耐水性能和耐防腐性能差的问题，本发明开发了一种水性环氧乳化剂及其制备方法。该方法以环氧树脂e20为疏水链段，聚醚胺、聚乙二醇二缩水甘油醚以及含有6个磷酸基团的水溶性较好的植酸为亲水链段制备水性环氧乳化剂。开发的乳化剂可有效的将环氧树脂e20转化为稳定的水性环氧乳液，相对油溶型环氧涂料有效的降低了有机挥发性化合物的使用，减小对人体健康和环境的危害，同时亲水链段部分的植酸含有的大量磷酸基团可与底材作用形成致密的钝化层，有益于涂层的耐腐蚀性能。
2、本发明采取的技术方法如下：
3、取11-13.5％环氧树脂e20和30-37％助溶剂放入250ml的三口烧瓶中，通过机械搅拌，转速在200r/min下，80℃恒温水浴中熔融1h至环氧树脂e20完全熔融，后冷却至室温。机械搅拌条件下，添加4.5-5.5％的聚醚胺于250ml三口烧瓶中，50℃条件下反应2h。取29.5-36.0％聚乙二醇缩水甘油醚于100ml恒压滴液漏斗中，30℃条件下，边搅拌边滴加到三口烧瓶中，转速为200r/min，升温至70℃反应2h完成反应。
4、取8.0-25.0％植酸溶液与上述反应获得的产物混合，室温条件下，搅拌反应30min，获得水性环氧乳化剂。
5、优选的，助溶剂为乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、乙二醇甲醚中的之间的一种或两种及两种以上的混合物；
6、优选的，聚醚胺为分子量为230～2000之间的一种或两种及两种以上的混合物；
7、优选的，聚乙二醇二缩水甘油醚为环氧值为0.28～0.55mol/100g之间的一种或两种及两种以上的混合物；
8、优选的，植酸为50％的植酸水溶液。
9、本技术的有益效果：
10、1.本发明描述的水性环氧乳化剂可以将环氧树脂e20乳化为稳定的水性环氧乳液，有效的降低了油溶型环氧涂料中有机挥发性化合物。
11、2.本发明制备的水性环氧乳化剂的结构由被乳化对象环氧树脂e20、含有6个磷酸基团的水溶性化合物植酸、亲水性聚合物聚醚胺和聚乙二醇二缩水甘油醚构建而成。其中环氧树脂e20作为疏水链段，与被乳化对象环氧树脂e20具有较好地相容性，有益于乳化过程与乳化对象的作用以及形成的乳液颗粒的稳定性。聚醚胺、聚乙二醇二缩水甘油醚和植酸为亲水链段，尤其植酸为水溶性化合物，可以有效地提高乳液颗粒在水溶液中的分散性和稳定性，同时植酸还可以与底材作用形成致密的钝化层，有效地阻隔腐蚀性介质的侵入，有益于涂层的耐腐蚀性能，降低乳化剂的亲水组份对涂层耐水和耐腐蚀的影响。
技术特征：
1.一种水性环氧乳化剂及其制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的助溶剂为乙二醇甲醚、乙二醇丙醚和乙二醇丁醚中的之间的一种或两种及两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的聚醚胺分子量为230～2000之间的一种或两种及两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的聚乙二醇二缩水甘油醚的环氧值为0.28～0.55mol/100g之间的一种或两种及两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的乳化剂的制备方法，其特征在于，所述的植酸为50％的植酸水溶液。
技术总结
本发明属于防腐涂料领域，涉及一种水性环氧乳化剂及其制备方法，以环氧树脂E20为疏水链段，植酸、聚醚胺和聚乙二醇二缩水甘油醚为亲水链段构建乳化剂，进一步通过相反转法获得水性环氧乳液。本方法获得的水性环氧乳液粒径小、稳定性好，且获得的环氧涂料具有较好的耐水和耐腐蚀性能，具有广泛的应用前景。
技术研发人员：高学珍,刘军深,李福,寇燕如,马喜秋,李柱,卫琳,曹志勇
受保护的技术使用者：鲁东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5