本发明涉及涂料材料领域，特别涉及一种水性环氧树脂及其制备方法与应用。
背景技术：
：随着国家环保政策的相继出台和法律监管的日益严格，涂料企业纷纷投入大量人力、物力开发包括环氧涂料在内的环保型低voc的涂料。环保型环氧涂料的技术路线有很多种，例如水性环氧涂料、溶剂型高固体份涂料、无溶剂、粉末等等。这些不同种类的涂料有其各自独特的性能和特点，可以满足不同场合的应用需求。其中无溶剂和粉末涂料等技术路线几乎可以实现零voc，虽然其对施工的环境条件要求高，但是技术是相对成熟的，所以它们需要的不是技术的创新而是应用的创新和推广。故而，含有voc的溶剂型环氧涂料将是未来涂料voc减排的重点针对对象。环氧涂料有以下三个降低voc可能的方向：1)高voc的低固体份含量的溶剂型涂料(voc>420g/l)转向低voc的低固体份含量的水性涂料(voc<420g/l)，该方向是“油转水”的范畴。2)高voc的低固体份含量的溶剂型涂料(voc>420g/l)转向低voc的高固体份的溶剂型涂料(voc<420g/l)，该方向是“油转油”的范畴。3)低voc的高固体份的溶剂型(voc<420g/l)转向超低voc高固体份水性涂料，该方向是“油转水”的范畴。然而目前，水性涂料使用的环氧树脂的制造过程非常复杂，需要乳化，具有工序多、过程长、周期长的特点，其中任何一个环节或细节出现问题，都会导致最终产品的质量问题，主要体现在：1)耐候环氧主体树脂的合成需要二级合成。一般需要先合成多个中间体，然后用中间体进行二次合成，才能完成主体树脂。所有的材料都需要有很好的耐候性。2)工艺设备的选择非常重要。目前环氧乳液的制造的方法主要有两种。一种是连续法，这种生产设备可以实现连续的生产，但是产品的切换速度比较慢。适合大批量的生产。另一种是间歇法，使用的是乳化分散设备，批次之间会有差异，但是生产比较灵活。瀚岱化学使用的是间歇法。3)乳化工艺非常复杂，不同的设备虽然决定了大致的工艺，不同的产品类型需要完全不同的工艺。4)乳化的时间长。不考虑其它的生产工序时间，耐候环氧的乳化需要7-8个小时，甚至更长。技术实现要素：技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种水性环氧树脂及其制备方法与应用。技术方案：本发明提供的一种水性环氧树脂，其结构式如下：其中，r1-r10分别独立的为h、卤素、烷基、环烷基、芳基、羟基。本发明还提供了一种水性环氧树脂，其结构式如下：本发明还提供了一种水性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：在氢氧化钠存在下，式i所示的化合物与过量的环氧丙醇聚合反应，即得；反应式如下：优选地，将式i所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得。优选地，式i所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)。优选地，氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔。优选地，蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1。优选地，在氢氧化钠存在下，式ii所示的化合物与过量的环氧丙醇聚合反应，即得；反应式如下：优选地，将式ii所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得；式ii所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)；氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔；蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1。有益效果：本发明提供的水性环氧树脂制备工艺简单、成本较低，利用该树脂制得的涂料具有耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性等化学特性；耐磨性、耐冲压性、耐洗刷性等优异；表面光亮、平整、美观、无接缝、易清洗、易维修保养、经久耐用。附图说明图1为本发明制得的水性环氧树脂的氢谱图。具体实施方式下面对本发明作出进一步说明。实施例1将式ii所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得；式ii所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)；氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔；蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1。得反应产物1037.6g，氢谱见图1。实施例2将式ii所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得；式ii所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)；氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔；蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1。得反应产物1041.5g，氢谱见图1。实施例3将式ii所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得；式ii所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)；氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔；蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1。得反应产物1032.8g，氢谱见图1。实施例4水性环氧涂料的制备制得一批水性环氧涂料，其配方如下表。测试上述水性环氧涂料的性能，结果见下表。编号粘度(涂-4杯，s)固体份％一次涂膜厚度voc样品121±161114146样品221±263112140当前第1页1 2 3
技术特征：
1.一种水性环氧树脂，其结构式如下：
r1-r10分别独立的为h、卤素、烷基、环烷基、芳基、羟基；n为自然数。
2.一种水性环氧树脂，其结构式如下：
3.一种水性环氧树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在氢氧化钠存在下，式i所示的化合物与过量的环氧丙醇聚合反应，即得；反应式如下：
4.根据权利要求3所述的一种水性环氧树脂的制备方法，其特征在于：将式i所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得。
5.根据权利要求2所述的一种水性环氧树脂的制备方法，其特征在于：式i所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)。
6.根据权利要求2所述的一种水性环氧树脂的制备方法，其特征在于：氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔。
7.根据权利要求2所述的一种水性环氧树脂的制备方法，其特征在于：蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1。
8.根据权利要求2所述的一种水性环氧树脂的制备方法，其特征在于：在氢氧化钠存在下，式ii所示的化合物与过量的环氧丙醇聚合反应，即得；反应式如下：
9.根据权利要求2所述的一种水性环氧树脂的制备方法，其特征在于：将式ii所示的化合物溶于甲苯中，加入氢氧化钠水溶液，边搅拌边加热，当温度升到60-70℃时恒温搅拌并滴加环氧丙醇，于2小时内滴加完毕；提高温度，于80-90℃保持1-2h；加入蒸馏水，搅拌，静止分层除去水层，甲苯层减压蒸干即得；式ii所示的化合物与环氧丙醇的摩尔比为n：(2n+2至2n+4)；氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的含量为0.5n-1.5n摩尔；蒸馏水和甲苯的体积比为(2-4):1。
技术总结
本发明提供的一种水性环氧树脂，本发明还提供了一种水性环氧树脂的制备方法，在氢氧化钠存在下，式I所示的化合物与过量的环氧丙醇聚合反应，即得。本发明提供的水性环氧树脂制备工艺简单、成本较低，利用该树脂制得的涂料具有耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性等化学特性；耐磨性、耐冲压性、耐洗刷性等优异；表面光亮、平整、美观、无接缝、易清洗、易维修保养、经久耐用。
技术研发人员：沈岳;吕宏飞;沈君岱;伍宽平
受保护的技术使用者：上海瀚岱化学有限公司
技术研发日：.10.28
技术公布日：.02.28
