專利名稱：一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法
一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)氧乳液的制備方法，尤其是一種穩(wěn)定性良好的環(huán)氧乳液制備方法。背景技術(shù)：
水性環(huán)氧樹脂通常是指環(huán)氧樹脂以微粒、液滴或膠體形式分散于水相中所形成的乳 液、水分散體或水溶液，這三種形式之間的區(qū)別在于環(huán)氧樹脂分散相的粒徑不同。根據(jù)制 備方法的不同，環(huán)氧樹脂水性化有以下四種方法機(jī)械法、化學(xué)改性法、相反轉(zhuǎn)法和固化 劑乳化法等。常用的為化學(xué)改性法和相反轉(zhuǎn)法兩種。
利用相反轉(zhuǎn)法制備環(huán)氧乳液的方法有很多報(bào)道，通常采用兩步法完成，首先將環(huán)氧樹 脂與含醇醚長(zhǎng)鏈的乳化劑反應(yīng)制備改性環(huán)氧乳化劑，然后再利用相反轉(zhuǎn)法，在高剪切力條
件下先將制得的乳化劑與環(huán)氧樹脂均勻混合，隨后在一定的剪切條件下緩慢地向體系中加 入水，整個(gè)體系逐步由油包水型轉(zhuǎn)變?yōu)樗托?，形成均勻穩(wěn)定的水可稀釋體系。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種穩(wěn)定性良好的環(huán)氧乳液制備方法。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法，包括以下步
驟
a. 采用質(zhì)量比為100:5~100:20、環(huán)氧值在0.56以下的雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂與嵌段 聚醚在5(TC 90'C下混合均勻；
b. 以0.5ml/min 10ml/min的速度向步驟a所得體系中加入水(例如，蒸餾水、去離
子水等)，直至發(fā)生相反轉(zhuǎn)，體系的連續(xù)相由環(huán)氧溶液相轉(zhuǎn)變?yōu)樗唷?br> 步驟b中的嵌段聚醚是由親水型聚醚與親油型聚醚交替組成的嵌段聚醚，結(jié)構(gòu)式為 -A-B-A陽(yáng)B-A-B陽(yáng)
其中，A是親油型聚醚，B是親水型聚醚，A在嵌段聚醚中的質(zhì)量百分含量為 20%~40%，嵌段聚醚的分子量范圍為3000-10000。本發(fā)明方法屬于環(huán)氧樹脂水性化方法 中的相反轉(zhuǎn)法，在高剪切力條件下先將乳化劑與環(huán)氧樹脂均勻混合，隨后在一定的剪切條 件下緩慢地向體系中加入水，隨著加水量的增加，整個(gè)體系逐步由油包水型轉(zhuǎn)變?yōu)樗?型，形成均勻穩(wěn)定的水可稀釋體系。相反轉(zhuǎn)過(guò)程發(fā)生在步驟b中向步驟a所得體系中加 入水，直至體系的粘度突然降低，此時(shí)體系的連續(xù)相由環(huán)氧溶液相轉(zhuǎn)變?yōu)樗唷?br> 本發(fā)明方法中，親油型聚醚A包括聚丙二醇和聚丁二醇中的一種，或聚丙二醇和聚 丁二醇中的一種與聚乙二醇的組合物，或聚丙二醇、聚丁二醇中和聚乙二醇的組合物；親水型聚醚B包括聚乙二醇和氧亞甲基鏈接的聚乙二醇中的一種或二者的組合物。
為得到均勻穩(wěn)定的環(huán)氧乳液，還可對(duì)步驟b所得體系以3000r/min~5000r/min的速度 攪拌，攪拌時(shí)間為0.5hr~ 5hr。
作為一種具體形式，步驟a中低分子量環(huán)氧樹脂與嵌段聚醚混合均勻是通過(guò)攪拌來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，攪拌速度為500r/min 2000r/min。
雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂可選自環(huán)氧樹脂E51、環(huán)氧樹脂E44、環(huán)氧樹脂E42、環(huán)氧樹 脂E54、環(huán)氧樹脂E35或環(huán)氧樹脂E31等環(huán)氧值在0.56以下的環(huán)氧樹脂。
本發(fā)明方法所得環(huán)氧乳液在制備無(wú)機(jī)纖維(如玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維)或化 學(xué)纖維(如芳綸纖維)時(shí)可用作拉絲用油劑的成分之一或表面改性用油劑的成分之一。與 現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中由于采用高分子量的聚醚為乳化劑，所得環(huán)氧乳液作為纖維油劑 成分的顯著優(yōu)點(diǎn)是，所得纖維進(jìn)一步加工復(fù)合材料時(shí)與樹脂的界面相容性較好，復(fù)合材料 性能優(yōu)異。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明直接利用高分子量的嵌段聚醚為乳化劑對(duì)低分子量的環(huán) 氧樹酯進(jìn)行乳化。簡(jiǎn)單實(shí)用，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。采用本發(fā)明方法得到的環(huán)氧乳液， 具有良好的穩(wěn)定性，室溫存放6個(gè)月不分層，不沉淀，以3000轉(zhuǎn)/min速率離心0.5h不出 現(xiàn)明顯分層。具體實(shí)施方式

以下各實(shí)施例中的嵌段聚醚均為由親水型聚醚與親油型聚醚交替組成的嵌段聚醚，結(jié) 構(gòu)式為-A-B-A-B-A-B-。 實(shí)施例一
取環(huán)氧樹脂E51 (環(huán)氧值0.51) 100g及分子量3300的聚丙二醇嵌段聚乙二醇醚(嵌 段聚醚中的A為聚丙二醇，B為聚乙二醇，聚丙二醇質(zhì)量百分含量25%) 15g，在70'C度 以500r/min速度持續(xù)攪拌2.0h，混合均勻。然后在1000r/min攪拌速度下，以lml/min速 度滴加去離子水，隨體系粘度增加逐漸提高攪拌速度，以保持體系物料能夠完全旋轉(zhuǎn)起來(lái) 為要求，直至體系由油包水轉(zhuǎn)變成水包油時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在3000r/min，繼續(xù)高速攪拌1.5h, 稀釋到需要的濃度即可備用，得到乳液的粒度分布為D10=0.247， D50=0.530,D90=1.319。
實(shí)施例二
取環(huán)氧樹脂E44 (環(huán)氧值0.44) 100g及分子量5000的聚丙二醇嵌段聚乙二醇醚(嵌 段聚醚中的A為聚丙二醇，B為聚乙二醇，聚丙二醇質(zhì)量百分含量20%) 13g，在70。C度 以1000r/min速度持續(xù)攪拌2.0h,混合均勻。然后在1000r/min攪拌速度下，以lml/min 速度滴加去離子水，隨體系粘度增加逐漸提高攪拌速度，以保持體系物料能夠完全旋轉(zhuǎn)起
4來(lái)為要求，直至體系由油包水轉(zhuǎn)變成水包油時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在4000r/min，繼續(xù)高速攪拌0.5h， 稀釋到需要的濃度即可備用，得到乳液的粒度分布為D10=O.307， D50=0.648，D90=2.024。
實(shí)施例三
取環(huán)氧樹脂E35 (環(huán)氧值0.35) 300g及分子量10000的聚丙二醇嵌段氧亞甲基鏈接 聚乙二醇醚(嵌段聚醚中的A為聚丙二醇，B為氧亞甲基鏈接的聚乙二醇，聚丙二醇質(zhì) 量百分含量40%) 60g，在8(TC度以2000r/min速度持續(xù)攪拌2.0h,混合均勻。然后在 2000r/min攪拌速度下，以5ml/min速度滴加去離子水，隨體系粘度增加逐漸提高攪拌速 度，以保持體系物料能夠完全旋轉(zhuǎn)起來(lái)為要求，直至體系由油包水轉(zhuǎn)變成水包油時(shí)，轉(zhuǎn)速 控制在5000r/min,繼續(xù)高速攪拌0.5h，稀釋到需要的濃度即可備用，得到乳液的粒度分 布為D10=0.208， D50=0.713， D90=1.824。
實(shí)施例四
取環(huán)氧樹脂E51 (環(huán)氧值0.51) 500g及分子量8000的聚丁二醇嵌段氧亞甲基鏈接聚 乙二醇醚(嵌段聚醚中的A為聚丁二醇，B為氧亞甲基鏈接的聚乙二醇，聚丁二醇質(zhì)量 百分含量20%) 25g，在50'C度以2000r/min速度持續(xù)攪拌2.0h，混合均勻。然后升溫至 75度，以10ml/min速度滴加去離子水，隨體系粘度增加逐漸提高攪拌速度，以保持體系 物料能夠完全旋轉(zhuǎn)起來(lái)為要求，直至體系由油包水轉(zhuǎn)變成水包油時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在 3000r/min，繼續(xù)高速攪拌5h，稀釋到需要的濃度即可備用，得到乳液的粒度分布為 D10=0.284， D50=0.589,D90=2.215。
實(shí)施例五
取環(huán)氧樹脂E31 (環(huán)氧值0.31) 100g及分子量6600的豕丙二醇、聚乙二醇、聚丁二 醇三者嵌段物(嵌段聚醚中的A為聚丙二醇和聚丁二醇的組合物，B為聚乙二醇，聚丙 二醇質(zhì)量百分含量15%，聚丁二醇質(zhì)量百分含量5%) 16g，在卯。C度以2000r/min速度持 續(xù)攪拌2.0h，混合均勻。然后降溫至75。C，再以0.5ml/min速度滴加去離子水，隨體系粘 度增加逐漸提高攪拌速度，以保持體系物料能夠完全旋轉(zhuǎn)起來(lái)為要求，直至體系由油包水 轉(zhuǎn)變成水包油時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在4000r/min，繼續(xù)高速攪拌l.Oh，稀釋到需要的濃度即可備 用，得到乳液的粒度分布為D10=0.412， D50=0.848，D90=2.542。
實(shí)施例六取環(huán)氧樹脂E54 (環(huán)氧值0.54) 100g及分子量6800的聚丙二醇、聚乙二醇、氧亞甲 基鏈接聚乙二醇三者嵌段物(嵌段聚醚中的A為聚丙二醇，B為聚乙二醇和氧亞甲基鏈 接的聚乙二醇的組合物，聚丙二醇質(zhì)量百分含量20%) 10g，在50。C度以2000r/min速度 持續(xù)攪拌2.0h，混合均勻。然后升溫至75'C，再以0.5ml/min速度滴加去離子水，隨體系 粘度增加逐漸提高攪拌速度，以保持體系物料能夠完全旋轉(zhuǎn)起來(lái)為要求，直至體系由油包 水轉(zhuǎn)變成水包油時(shí)，轉(zhuǎn)速控制在4000r/min，繼續(xù)高速攪拌l.Oh，稀釋到需要的濃度即可 備用，得到乳液的粒度分布為D10=0.482， D50=0.758，D90=1.942。
實(shí)施例七
實(shí)施例一所得環(huán)氧乳液用作制備碳纖維時(shí)的表面改性用油劑的成分之一。實(shí)施例一中 制備環(huán)氧乳液過(guò)程中采用高分子量的聚醚為乳化劑，用這種環(huán)氧乳液作為制備碳纖維時(shí)的 表面改性用油劑的成分的顯著優(yōu)點(diǎn)是，所得纖維進(jìn)一步加工復(fù)合材料時(shí)與樹脂的界面相容 性較好，復(fù)合材料性能優(yōu)異。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā) 明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1、一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法，其特征在于包括以下步驟a.采用質(zhì)量比為100∶5～100∶20、環(huán)氧值在0.56以下的雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂與嵌段聚醚在50℃～90℃下混合均勻；b.以0.5ml/min～10ml/min的速度向步驟a所得體系中加入水，直至發(fā)生相反轉(zhuǎn)，體系的連續(xù)相由環(huán)氧溶液相轉(zhuǎn)變?yōu)樗唷２襟Eb中的嵌段聚醚是由親水型聚醚與親油型聚醚交替組成的嵌段聚醚，結(jié)構(gòu)式為-A-B-A-B-A-B-其中，A是親油型聚醚，B是親水型聚醚，A在嵌段聚醚中的質(zhì)量百分含量為20％～40％，嵌段聚醚的分子量范圍為3000～10000。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法，其特征在于親油 型聚醚A包括聚丙二醇和聚丁二醇中的一種，或聚丙二醇和聚丁二醇中的一種與聚乙二 醇的組合物，或聚丙二醇、聚丁二醇和聚乙二醇的組合物；親水型聚醚B包括聚乙二醇 和氧亞甲基鏈接的聚乙二醇二者中的一種或二者的組合物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法，其特征在于 對(duì)步驟b所得體系以3000r/min~5000r/min的速度攪拌，攪拌時(shí)間為0.5hr~ 5hr。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法，其特征在于步驟 a中低分子量環(huán)氧樹脂與嵌段聚醚混合均勻是通過(guò)攪拌來(lái)實(shí)現(xiàn)的，攪拌速度為500r/min ~2000r/min。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法，其特征在于所述 雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E51、環(huán)氧樹脂E44、環(huán)氧樹脂E42、環(huán)氧樹脂E54、 環(huán)氧樹脂E35或環(huán)氧樹脂E31 。
6、 權(quán)利要求1-5所述方法所得環(huán)氧乳液在制備無(wú)機(jī)纖維或化學(xué)纖維時(shí)用作拉絲用油 劑的成分之一或表面改性用油劑的成分之一。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用嵌段聚醚制備環(huán)氧乳液的方法，包括以下步驟a.采用質(zhì)量比為100∶5～100∶20、環(huán)氧值在0.56以下的雙酚A型液態(tài)環(huán)氧樹脂與嵌段聚醚在50℃～90℃下混合均勻；b.以0.5ml/min～10ml/min的速度向步驟a所得體系中加入水，直至發(fā)生相反轉(zhuǎn)，體系的連續(xù)相由環(huán)氧溶液相轉(zhuǎn)變?yōu)樗?。本發(fā)明直接利用高分子量的嵌段聚醚為乳化劑對(duì)低分子量的環(huán)氧樹酯進(jìn)行乳化。簡(jiǎn)單實(shí)用，適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。采用本發(fā)明方法得到的環(huán)氧乳液，具有良好的穩(wěn)定性，室溫存放6個(gè)月不分層，不沉淀，以3000轉(zhuǎn)/min速率離心0.5h不出現(xiàn)明顯分層。
文檔編號(hào)C08J3/07GK101585922SQ200910107859
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者曹海琳, 陳國(guó)榮 申請(qǐng)人:深圳航天科技創(chuàng)新研究院