技術領域：
本發(fā)明涉及水性環(huán)氧樹脂乳液技術領域，具體涉及一種利用含單或雙環(huán)氧基團的乳化劑制備的水性環(huán)氧樹脂乳液。
背景技術：
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環(huán)氧樹脂具有粘結性好、固化收縮率低、機械強度高、耐腐蝕性及耐溶劑性良好等優(yōu)點，在化工、電器、建筑、航空等領域有著廣泛的應用。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂多為溶劑型環(huán)氧樹脂，溶劑的使用會產生大量的揮發(fā)性有機化合物，污染環(huán)境且對人體健康造成不利影響。水性環(huán)氧樹脂作為一種環(huán)境友好型產品，越來越受到人們關注。但是環(huán)氧樹脂本身不溶于水，不能直接加水進行乳化，必須在其分子鏈中引入親水基團或在體系中加入親水親油組分。
目前，相反轉法是一種適合工業(yè)化制備水性環(huán)氧樹脂的方法。利用相反轉法制備的水性環(huán)氧樹脂不僅粒徑小，穩(wěn)定性好，成本低，并能避免傳統(tǒng)外加小分子乳化劑存在的所制乳液容易破乳、不穩(wěn)定且游離的小分子會降低涂料涂膜耐水性的問題。
以環(huán)氧樹脂分子主鏈作為親油部分，接枝的親水基團或親水鏈段作為親水部分，合成具有雙親性能的環(huán)氧樹脂乳化劑，此種乳化劑與環(huán)氧樹脂的分子結構相似，與環(huán)氧樹脂相容性好，從而可提高環(huán)氧樹脂水乳液的穩(wěn)定性；并且乳化劑結構中所含的環(huán)氧基團可以與固化劑反應，穩(wěn)定地存在于固化產物中，而不像小分子乳化劑有利于體系之外，從而改善涂膜性能。目前常見的環(huán)氧乳化劑多為單環(huán)氧或雙環(huán)氧化合物，通常分子量較大，但環(huán)氧基的活性弱于小分子環(huán)氧基活性，導致乳化劑反應不充分，以致影響涂膜的耐水性。
技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種乳化效果好且乳液穩(wěn)定性強以利于提高涂膜耐水性的利用含單或雙環(huán)氧基團的乳化劑制備的水性環(huán)氧樹脂乳液。
本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現(xiàn)：
利用含單或雙環(huán)氧基團的乳化劑制備的水性環(huán)氧樹脂乳液，由如下質量百分比的原料制成：
其制備方法為：將環(huán)氧樹脂、乳化劑、丙二醇甲醚加熱熔融，高速攪拌，待冷卻至70℃后開始滴加去離子水，直至相反轉得到穩(wěn)定的乳液。
所述乳化劑由如下質量百分比的原料于80-120℃下攪拌反應3-6h制成：
環(huán)氧樹脂15-50％
單官能團或雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體50-85％
催化劑0.1-1％；
所述單官能團或雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體由占酯化反應液質量百分比80-90％聚乙二醇單甲醚、10-20％二元酸或三元酸經升溫至140-200℃酯化反應制得。
所述環(huán)氧樹脂分子量在360-3000。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明利用所制結構規(guī)整的反應型環(huán)氧乳化劑通過相反轉法制得水性環(huán)氧樹脂乳液，乳化效果好且穩(wěn)定性好，乳液粒徑在0.6-1.8um；
(2)所制反應型環(huán)氧乳化劑的環(huán)氧當量為500-2000克/摩爾，利用其結構中所含環(huán)氧基團與胺固化劑反應而穩(wěn)定地存在于固化產物中，從而提高涂料所形成涂膜的耐水性和耐鹽霧性；
(3)所制反應型環(huán)氧乳化劑對環(huán)氧樹脂的乳化效果與進口乳化劑相當，其制備成本僅為進口乳化劑價格的40％，從而極大地降低了成本。
具體實施方式：
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
實施例1
(1)單官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體的制備
將占酯化反應液質量百分比85％聚乙二醇單甲醚與15％己二酸混合，所得酯化反應液升溫至180℃酯化反應3h，即得單官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體。
(2)乳化劑的制備
環(huán)氧樹脂e5115％
單官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體84.5％
四丁基溴化銨0.5％；
將環(huán)氧樹脂e51、單官能團或雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體、四丁基溴化銨混合，并于110℃下攪拌反應4h，即得粘稠狀乳化劑。
(3)水性環(huán)氧樹脂乳液的制備
將環(huán)氧樹脂e51、乳化劑、丙二醇甲醚加熱融化，高速攪拌，待溫度冷卻至70℃時開始滴加去離子水，得到水性環(huán)氧樹脂乳液。
實施例2
(1)單官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體的制備
將占酯化反應液質量百分比80％聚乙二醇單甲醚與20％苯酐混合，所得酯化反應液升溫至200℃酯化反應3h，即得單官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體。
(2)乳化劑的制備
環(huán)氧樹脂14418％
單官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體81.5％
三乙胺0.5％；
將環(huán)氧樹脂144、單官能團或雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體、三乙胺混合，并于100℃下攪拌反應5h，即得粘稠狀乳化劑。
(3)水性環(huán)氧樹脂乳液的制備
將環(huán)氧樹脂144、乳化劑、丙二醇甲醚加熱融化，高速攪拌，待溫度冷卻至70℃時開始滴加去離子水，得到水性環(huán)氧樹脂乳液。
實施例3
(1)雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體的制備
將占酯化反應液質量百分比80％聚乙二醇單甲醚與20％偏苯三酸酐混合，所得酯化反應液升溫至160℃酯化反應3h，即得雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體。
(2)乳化劑的制備
環(huán)氧樹脂e2025％
雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體74％
三乙胺1％；
將環(huán)氧樹脂e20、雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體、三乙胺混合，并于120℃下攪拌反應3h，即得粘稠狀乳化劑。
(3)水性環(huán)氧樹脂乳液的制備
將環(huán)氧樹脂e20、乳化劑、丙二醇甲醚加熱融化，高速攪拌，待溫度冷卻至70℃時開始滴加去離子水，得到水性環(huán)氧樹脂乳液。
實施例4
(1)雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體的制備
將占酯化反應液質量百分比85％聚乙二醇單甲醚與15％磷酸混合，所得酯化反應液升溫至180℃酯化反應3h，即得雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體。
(2)乳化劑的制備
環(huán)氧樹脂e2029.5％
雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體70％
四丁基溴化銨0.5％；
將環(huán)氧樹脂e20、雙官能團羧酸聚氧乙烯醚親水單體、四丁基溴化銨混合，并于100℃下攪拌反應5h，即得粘稠狀乳化劑。
(3)水性環(huán)氧樹脂乳液的制備
將環(huán)氧樹脂e20、乳化劑、丙二醇甲醚加熱融化，高速攪拌，待溫度冷卻至70℃時開始滴加去離子水，得到水性環(huán)氧樹脂乳液。
實施例5
分別將實施例1、實施例2、實施例3、實施例4所制水性環(huán)氧樹脂乳液在4000r/min轉速下離心30min，觀察乳液是否分層，結果如表1所示。
實施例6
分別將實施例1、實施例2、實施例3、實施例4所制水性環(huán)氧樹脂乳液與市售胺固化劑h330制備清漆涂膜，養(yǎng)護一周后按國標gb/t22374-2008、gb/t1771-2007測試涂膜耐水性和耐鹽霧性，結果如表1所示，并設置對照例1、對照例2、對照例3、對照例4，以市售水性環(huán)氧樹脂乳化劑disponills500替換實施例1、實施例2、實施例3、實施例4中所制乳化劑以制備水性環(huán)氧樹脂乳液。
表1乳液穩(wěn)定性和涂膜耐水性、耐鹽霧性試驗結果
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。