一種環(huán)氧樹脂乳液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型制備水溶性環(huán)氧樹脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)氧樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性好，粘接性高，電絕緣性能高，在機(jī)械電子、航空航天、建筑、交通等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。環(huán)氧樹脂不溶于水，溶于酮類等有機(jī)溶劑。近年來，由于對揮發(fā)性有機(jī)化合物的限制，使得研究環(huán)氧樹脂水溶性的途徑成了一個(gè)熱門課題。
[0003]目前，制備環(huán)氧樹脂乳液的方法主要有兩種，外加乳化劑法和化學(xué)改性法。外加乳化劑法通過加入一定量的乳化劑，在高速攪拌下將環(huán)氧樹脂均勻的分散于水中。這樣得到的乳狀液穩(wěn)定性不好，同時(shí)加入的乳化劑會影響后續(xù)環(huán)氧樹脂的應(yīng)用。化學(xué)改性法中最常用的方法是接枝改性，通過環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中的次甲基氫在引發(fā)劑作用下與丙烯酸或丙烯酸類聚合物發(fā)生自由基反應(yīng)，生成接枝共聚物，再以氨水中和羧基成鹽制備水溶性環(huán)氧樹脂。但是接枝改性的方法影響因素眾多，反應(yīng)不易控制。因此，在目前對環(huán)氧樹脂水溶性改性的方法，都存在不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出的制備環(huán)氧樹脂乳液的方法，采用磷酸化法，將端環(huán)氧基變成反應(yīng)性端基，然后又成鹽，提高了親水性，制得穩(wěn)定性良好的環(huán)氧樹脂乳液，具體技術(shù)如下:
[0005](I)在雙酸A型環(huán)氧樹脂中滴加一種溶劑I，加熱攪拌使樹脂完全溶解。
[0006](2) (I)產(chǎn)物與五氧化二磷反應(yīng)制備改性環(huán)氧樹脂，反應(yīng)結(jié)束后，出去溶劑。
[0007](3)向(2)制備的產(chǎn)物中滴加蒸餾水，攪拌Ih。
[0008](4)向(3)產(chǎn)物中加堿中和成鹽。
[0009](5)向(4)產(chǎn)物中加入一定量的水，稀釋至固含量為40%，即得到改性環(huán)氧樹脂的乳液。
[0010]所述步驟(I)中采用的溶劑為N-甲基吡咯烷酮。
[0011]所述步驟(I)中采用雙酸A型環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值在0.2-0.54mol/100g樹脂。
[0012]所述步驟(2)中五氧化二磷和環(huán)氧樹脂的摩爾比為1:1-1: 5.反應(yīng)溫度為40?60°C，反應(yīng)時(shí)間為3?5h。
[0013]所述步驟(3)中加蒸餾水的質(zhì)量為相對改性后環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0.5%_2%。
[0014]所述步驟(4)中采用的堿為氫氧化鉀。
[0015]本發(fā)明提出的制備的環(huán)氧樹脂乳液是穩(wěn)定性和貯存性良好的環(huán)氧樹脂水性體系，選用雙酸A型環(huán)氧樹脂，利用五氧化二磷與環(huán)氧基的開環(huán)加成反應(yīng)，使端環(huán)氧基變成反應(yīng)性端基，提高了親水性。此時(shí)制得的改性樹脂中雖然具有了親水性的磷酸酯鍵，但由于樹脂分子的締合作用，仍然不能較好的在水中分散。因此，向上述改性環(huán)氧樹脂中加氫氧化鉀，中和成鹽，再加入一定量的水，即得到改性后的環(huán)氧樹脂乳液。此環(huán)氧樹脂乳液的分散粒徑能達(dá)到納米級。所得改性后環(huán)氧樹脂乳液的性能:[ΟΟ? 6](I)機(jī)械穩(wěn)定性:3000轉(zhuǎn)/分，30分鐘不分層
[0017](2)貯存穩(wěn)定性:6個(gè)月不破乳
[0018](3)淺黃色澄清液體
[0019](4)平均粒徑150nm左右
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022](I)在三口燒瓶中，加入40g(0.102mol)環(huán)氧樹脂E-51(環(huán)氧值為0.51mol/100g)和35g溶劑，加攪拌裝置和溫度計(jì)，用加熱套加熱至40°C使環(huán)氧樹脂完全溶解。
[0023](2)然后分三批快速加入4.8g(0.033mol)五氧化二磷，控制反應(yīng)溫度為60°C左右，持續(xù)反應(yīng)4小時(shí)。
[0024](3)向反應(yīng)體系中加入0.5g蒸餾水水解，攪拌Ih。
[0025](4)降至是室溫后，再加入氫氧化鉀中和成鹽，攪拌lh。
[0026](5)加入67g蒸餾水，稀釋至固含量為40%，即可得到改性環(huán)氧樹脂的乳液。
[0027]實(shí)施例2
[0028](I)在三口燒瓶中，加入50g(0.22mol)環(huán)氧樹脂E-44(環(huán)氧值為0.44mol/100g)和40g溶劑，加攪拌裝置和溫度計(jì)，用加熱套加熱至40°C使環(huán)氧樹脂完全溶解。
[0029](2)然后分三批快速加入10.3g(0.073mol)五氧化二磷，控制反應(yīng)溫度為60°C左右，持續(xù)反應(yīng)4小時(shí)。
[0030](3)向反應(yīng)體系中加入0.Sg蒸餾水水解，攪拌Ih。
[0031](4)降至是室溫后，再加入氫氧化鉀中和成鹽，攪拌lh。
[0032](5)加入90g蒸餾水，稀釋至固含量為40%，即可得到改性環(huán)氧樹脂的乳液。
[0033]本發(fā)明并不局限于實(shí)施例中所描述的技術(shù)，以上所述僅為本發(fā)明的較佳施例，并非限制性的，本發(fā)明的權(quán)限由權(quán)利要求所限定，基于本發(fā)明所能夠變化、重組等方法得到的與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)氧樹脂乳液的制備方法，其特征是: (1)在雙酸A型環(huán)氧樹脂中滴加溶劑I，加熱攪拌均勻使樹脂完全溶解； (2)(I)產(chǎn)物與五氧化二磷反應(yīng)制備改性環(huán)氧樹脂，反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑； (3)向(2)制備的產(chǎn)物中滴加蒸餾水，攪拌Ih; (4)向(3)產(chǎn)物中加堿中和成鹽； (5)向(4)產(chǎn)物中加入一定量的水，稀釋至固含量為40%，即得到改性環(huán)氧樹脂的乳液。2.如權(quán)利要求1所述的制備環(huán)氧樹脂乳液的方法，其特征是所述的溶劑I為N-甲基吡咯燒酬。3.如權(quán)利要求1所述的的制備環(huán)氧樹脂乳液的方法，其特征是所述的環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值在 0.2-0.54mol/100g 樹脂。4.如權(quán)利要求1所述的制備環(huán)氧樹脂乳液的方法，其特征是所述的步驟(2)中五氧化二磷和環(huán)氧樹脂的摩爾比為I: 1-1: 5，反應(yīng)溫度為40?60°C，反應(yīng)時(shí)間為3?5h。5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂乳液的制備方法，其特征是所述的步驟(3)中加蒸餾水的質(zhì)量為相對改性后環(huán)氧樹脂質(zhì)量的0.5%-2%。6.如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹脂乳液的方法，其特征是所述的堿為氫氧化鉀。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂乳液的制備方法。按照以下步驟進(jìn)行：(1)在雙酚A型環(huán)氧樹脂中滴加一種溶劑I，加熱攪拌使樹脂完全溶解。(2)(1)產(chǎn)物與五氧化二磷反應(yīng)制備改性環(huán)氧樹脂，反應(yīng)結(jié)束后，除去溶劑。(3)向(2)制備的產(chǎn)物中滴加蒸餾水，攪拌1h。(4)向(3)產(chǎn)物中加堿中和成鹽。(5)向(4)產(chǎn)物中加入一定量的水，稀釋至固含量至40％，即得到改性環(huán)氧樹脂的乳液。本發(fā)明制備出的改性環(huán)氧樹脂乳液的性能：(1)機(jī)械穩(wěn)定性：3000轉(zhuǎn)/分，30分鐘不分層；(2)貯存穩(wěn)定性：6個(gè)月不破乳；(3)淺黃色澄清液體，固含量40％；(4)平均粒徑150nm左右。
【IPC分類】C08G59/14, C08J3/07
【公開號】CN105622895
【申請?zhí)枴緾N201510291693
【發(fā)明人】周存, 劉子龍, 姜鵬飛, 劉成林, 彭浩凱, 孫菲
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年6月1日