一种凹凸棒土与水性环氧树脂的复合乳液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及水性树脂领域，特别是设及到一种凹凸棒±与水性环氧树脂的复合乳 液及其制备方法，该复合乳液可W作为水性涂料的基础原料。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂W其优异的性能在涂料领域得到了广泛的运用，但是通常大多数的环氧 树脂难溶于水，在使用中均是溶于有机溶剂，而有机溶剂不仅成本很高，而且对环境及人类 都造成很大的伤害。随着人们环保意识的提高和相关法律法规的制定，水性环氧树脂的制 备及其应用成为研究的热点，但是水性环氧树脂储存稳定性不佳、漆膜耐冲击性差等缺点 限制了其应用。此外，传统的环氧树脂固化后交联密度高、呈=维网状交联结构、内应力大， 故存在性脆、耐冲性差、剥离强度低、开裂应力小等缺陷。
[0003] 凹凸棒±具有良好的力学稳定性，可用于增强水性乳液的力学性能，同时凹凸棒 ±表面丰富的活性基团可W提高乳液的基材的表面附着力，增强后的复合乳液具有一定的 柔软性，但透光率有所下降，下降5%左右。凹凸棒±还具有增稠性好、悬浮性好、环保性好 等优点，可使漆膜丰满、有效防止油漆沉淀或分层，同时其为化学惰性、无污染，能抑制微生 物生长，吸收有毒挥发成分，绿色环保。
[0004] 丙締酸类聚合物多为线性分子且缺少交联点，故难W形成=维网状交联膜，具有 粘合牢固、不易剥落、柔初而有弹性和耐候性好等特点。聚苯乙締也为线性聚合物，其透光 率达88 %-92 %，仅次于丙締酸类聚合物。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术中存在的水性环氧树脂储存稳定性不佳、漆膜耐冲击性差等 缺点，提供一种凹凸棒上与水性环氧树脂的复合乳液及其制备方法。
[0006] 本发明提供一种凹凸棒±与水性环氧树脂的复合乳液，其由改性凹凸棒±和水性 环氧树脂在48-52°C溫度下充分混合而成，所述改性凹凸棒±与所述水性环氧树脂的重量 比为 0.15-5:100。
[0007] 具体的，所述改性凹凸棒±可由W下方法制备:将凹凸棒±超声分散到有机溶剂 中，所述凹凸棒±的质量与所述有机溶剂的体积之比为5-10g:250-500ml，超声30minW上， 然后在55-65°C下充分揽拌得到分散液，再将硅烷偶联剂滴加到上述分散液中，所述硅烷偶 联剂与所述凹凸棒上的重量比为1-1.5:1，在55-65°C下揽拌反应4hW上得到混合溶液，将 混合溶液进行旋蒸，旋蒸之后得到的产物用无水乙醇、去离子水依次洗涂、烘干、充分研磨， 得到改性的凹凸棒±。
[000引具体的，所述水性环氧树脂可由W下方法制备:将15-40重量份的环氧树脂加入容 器中超声分散30minW上，随后向容器中加30-45重量份的助溶剂，加热并揽拌，升溫至105-110 °C使所述环氧树脂完全溶解得环氧树脂溶液，滴加由2-8重量份的丙締酸类单体、2-8重 量份的苯乙締和0.5-1重量份的引发剂组成的混合溶液至上述环氧树脂溶液中，在105-110 °C下保溫反应4-化，随后降溫至60-65°C，再向反应液中滴加10-15重量份的中和剂，W调节 反应液的抑至中性，高速揽拌下向反应液中加入80-90重量份的去离子水，继续保持60-65 °C至少0.化，即得所述水性环氧树脂。
[0009] 具体的，所述有机溶剂优选为甲苯、二甲苯或丙酬。
[0010] 具体的，所述硅烷偶联剂优选为KH-550、KH-560或KH-570。
[0011] 具体的，所述环氧树脂优选为双酪A型的E-51、E-44、E-42或E-35。
[0012] 具体的，所述中和剂优选为N，N-二甲基乙醇胺或S乙胺。
[0013] 具体的，所述助溶剂可W为乙二醇下酸、正下醇或者乙二醇下酸与正下醇按照重 量比1:1的混合溶剂，其中1:1的混合溶剂为优选助溶剂。
[0014] 具体的，所述引发剂可W为BPO或AIBN，所述丙締酸类单体可W为丙締酸、甲基丙 締酸甲醋、甲基丙締酸下醋和丙締酸下醋中的任一种或几种。
[0015] 本发明还提供所述凹凸棒±与水性环氧树脂的复合乳液的制备方法包括如下步 骤：
[0016] Sl:将凹凸棒±超声分散到有机溶剂中，所述凹凸棒±的质量与所述有机溶剂的 体积之比为5-1 Og: 250-500ml，超声30min W上，然后在55-65 °C下充分揽拌得到分散液，再 将硅烷偶联剂滴加到上述分散液中，所述硅烷偶联剂与所述凹凸棒±的重量比为1-1.5:1， 在55-65°C下揽拌反应4hW上得到混合溶液，将混合溶液进行旋蒸，旋蒸之后得到的产物用 无水乙醇、去离子水依次洗涂、烘干、充分研磨，得到改性的凹凸棒±;
[0017] S2:将15-40重量份的环氧树脂加入容器中超声分散30minW上，随后向容器中30-45重量份的助溶剂，加热并揽拌，升溫至105-11(TC使所述环氧树脂完全溶解得环氧树脂溶 液，滴加由2-8重量份的丙締酸类单体、2-8重量份的苯乙締和0.5-1重量份的引发剂组成的 混合溶液至上述环氧树脂溶液中，在105-11(TC下保溫反应4-化，随后降溫至60-65°C，再向 反应液中滴加10-15重量份的中和剂，W调节反应液的pH至中性，高速揽拌下向反应液中加 入80-90重量份的去离子水，继续保持60-65 °C至少0.化，即得所述水性环氧树脂；
[001引 S3:将Sl制得的改性凹凸棒±和52制得的水性环氧树脂按照0.15-5:100的重量比 例在48-52°C溫度下充分揽拌混合，即得改性凹凸棒±和水性环氧树脂的复合乳液。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0020] 1.改性凹凸棒±与水性环氧树脂采用物理共混的方式制备复合乳液，方式简单， 对设备要求低，便于大规模工业化生产。
[0021] 2.使用硅烷偶联剂KH-550、KH-560和KH-570对凹凸棒±进行改性，改性之后其在 水性环氧树脂中的分散性更好，凹凸棒±具有良好的力学稳定性，其分散在水性环氧树脂 中后可增强水性乳液的储存稳定性，同时凹凸棒±表面丰富的活性基团也可W提高乳液在 基材的表面附着力。
[0022] 3.使用在环氧树脂溶液中添加由丙締酸类单体、聚苯乙締及引发剂组成的混合溶 液的方式，在环氧树脂溶液中现场合成丙締酸类聚合物和聚苯乙締，有利于丙締酸类聚合 物和聚苯乙締在环氧树脂溶液中的均匀分散，也有助于整个分散系的稳定性；同时该两种 聚合物的线性分子结构的存在，可W-定程度上降低环氧树脂固化时的交联度和内应力， 改善环氧树脂性脆、耐冲击性差等不足，丙締酸类聚合物本身具有粘合牢固、不易剥落、柔 初而有弹性和耐候性好等特点，它的加入可W使复合乳液固化时漆膜耐冲击性明显改善； 聚苯乙締及聚丙締酸类物质可使复合乳液的透光率有所提升。
【具体实施方式】
[0023] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，W下实施例只是描述性的，不是限 定性的，不能一次限定本发明的保护范围。
[0024] 本发明中所使用的方法，如无特殊规定，均为常规方法，本发明所使用的试剂，如 无特殊规定，均为市售产品。
[0025] 实施例1
[0026] -种凹凸棒±与水性环氧树脂的复合乳液，其由改性凹凸棒±和水性环氧树脂在 50°C溫度下充分混合而成，所述改性凹凸棒±与所述水性环氧树脂的重量比为5:100。
[0027] 上述凹凸棒±与水性环氧树脂的复合乳液的制备方法，包括如下步骤：
[002引 Sl:将IOg凹凸棒±加入到500ml甲苯中，超声分散SOmin W上，然后在60°C下充分 揽拌得到分散液，再将IOg硅烷偶联剂KH-550滴加到上述分散液中，在60°C下揽拌反应4hW 上得到混合溶液，将混合溶液进行旋蒸，旋蒸之后得到的产物用无水乙醇、去离子水依次洗 涂、烘干、充分研磨，得到改性的凹凸棒±;
[0029] S2:将30g的环氧树脂E-44加入四口烧瓶中超声分散30minW上，随后向四口烧瓶 中加入由15g乙二醇下酸和15g正下醇混合而成的助溶剂，加热并揽拌，升溫至Iior使所述 环氧树脂完全溶解得环氧树脂溶液，滴加由Sg甲基丙締酸单体、始