Способ получения эпоксидной эмульсии

 

Изобретение относится к области приготовления лакокрасочных материалов, используемых для получения декоративно-защитных и грунтовочных покрытий, обладающих высокой атмосферостойкостью, коррозионно-стойкостью. Эмульсию получают смешением эпоксидной диановой смолы с эмульгатором неионногенного типа с гидрофильно-липофильным балансом 14-20 и/или анионный эмульгатор при 51-79°С с последующим порционным введением воды. Изобретение улучшает качество эмульсии за счет повышения ее дисперсности и стабильности. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области приготовления лакокрасочных материалов, используемых для получения декоративно-защитных покрытий, грунтовочных покрытий и т. д. , обладающих высокой атмосферостойкостью, коррозионно-стойкостью.

Известны способы получения водных дисперсий путем эмульгирования эпоксидных смол в присутствии эмульгаторов.

Так, известен способ получения водных дисперсий из растворов полимеров путем предварительного приготовления раствора полимера в органическом растворителе и последующего диспергирования в водном растворе поверхностно-активного вещества в присутствии органического основания в органическом растворителе (SU 1344769 A1, 1985).

Известный способ не лишен недостатков, так как предусматривает использование большого количества органических растворителей, что ухудшает его санитарно-гигиенические характеристики, увеличивает пожароопасность, а также не способствует улучшению экологии окружающей среды.

Известен способ получения водоэмульсионных эпоксидных композиций для защитных покрытий путем совмещения эпоксидного связующего с моноэпоксидным соединением и последующего перемешивания с водой в присутствии эмульгатора - натриевых солей полиэтиленполиаминополи-(метиленфосфоновых) кислот (SU 1524467, A1, C 09 D 5/02, 1993).

Способ достаточно трудоемок, предназначен для приготовления водоэмульсионных композиций в качестве эпоксидного связующего эпокси-полиамидной эмали в сочетании с активным разбавителем - бутилглицидиловым эфиром.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к способу по изобретению является известный способ получения водной дисперсии путем эмульгирования эпоксидной смолы в присутствии эмульгатора - моноглицидилполиэтиленгликолевых эфиров высших жирных кислот и стабилизатора (соли олеиновой кислоты и другие твердые эмульгаторы (аэросил, бентонит) при нагревании до 80-90^oC и интенсивном перемешивании с последующим добавлением воды (SU 293028, C 09 D 163/02, 1967).

Способ требует, как правило, дополнительного введения стабилизаторов.

Технической задачей изобретения является улучшение качества эмульсии за счет повышения ее дисперсности, стабильности и снижения содержания органического растворителя.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения эмульсии эпоксидной смолы, включающем совмещение эпоксидной смолы с эмульгатором при перемешивании и нагревании и последующее введение воды, в качестве эмульгатора используют эмульгатор неионного типа с гидрофильно-липофильным балансом 14-20 и/или анионный эмульгатор, перемешивание осуществляют при нагревании до 51-79^oC и последующее введение воды осуществляют двумя порциями, сначала вводят 5-50 мас.% воды от общего количества воды, а оставшуюся часть воды вводят через 5-120 минут.

Перед добавлением эмульгатора в эпоксидную смолу при перемешивании возможно введение 0,1-25,0 мас.% органического растворителя для повышения дисперсности эмульсии.

В качестве эпоксидной смолы в способе используют различные эпоксидные диановые смолы марок ЭД-20, ЭД-22, ЭД-20У, ЭД-14, ЭД-10, ЭД-8 (ГОСТ 10587-84), Э-40 (ТУ 6-21-48-90), Э-41 (ТУ 6-10-1316-84) и другие. В качестве неионных эмульгаторов используют различные неионогенные эмульгаторы с гидрофильно-липофильным балансом 14-20, такие как этоксилаты моноэтаноламидов жирных кислот (Berol 387 ф. Berol Nobel), этоксилированные алкилфенолы (Triton Х 405 ф. Union Carbide), этоксилированные жирные спирты (Disponil 23 ф. Henkel).

В качестве анионных эмульгаторов в способе используют различные анионные эмульгаторы, например натриевые или аммониевые соли сульфированных жирных спиртов (алкилсульфат натрия ТУ 2481-007- 131-644-01-93) и др.

В качестве органических растворителей используют этилцеллозольв технический (ГОСТ 8318-88), бутилцеллозольв (ТУ 6-01-646-84), ксилол нефтяной (ГОСТ 9410-78) и др.

Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение.

Пример 1. В смеситель (n≥2,5 тыс.об/мин.) загружают 50 г эпоксидной диановой смолы ЭД-20 и 5 г неионогенного эмульгатора с ГЛБ 14-20 марки Disponi123 (этоксилированный жирный спирт ф.Henkel). Смесь перемешивают при 79^oC в течение 10 минут. Затем, продолжая перемешивание, вводят двумя порциями, сначала 22,5 г воды (50% мас. от общего ее количества), затем через 120 минут оставшееся количество 22,5 г воды (50% мас.). Смесь продолжают перемешивать в течение 5 минут до получения однородной стабильной эмульсии.

Получают стабильную эмульсию (стабильность 180 суток, дисперсность 0,5 мкм), готовую к использованию.

Пример 2. Эмульсию эпоксидной смолы получают так же, как в примере 1, только перемешивание осуществляют при 51^oC. В качестве эмульгатора используют анионный эмульгатор марки Алкилсульфат натрия (ТУ 2481-007-131-644-01-93) в количестве 5 г, воду вводят двумя порциями, сначала добавляют 2,25 г воды (5% мас. от общего ее количества), затем через 5 минут 42,75 г воды (95% мас. ). Смесь продолжают перемешивать в течение 20 минут до получения однородной стабильной эмульсии.

Получают стабильную эмульсию (стабильность 90 суток, дисперсность 1 мкм), готовую к использованию.

Пример 3. Эмульсию эпоксидной смолы получают также как в примере 1, только перемешивание осуществляют при 60^oC. В качестве эмульгатора используют смесь неионогенного (неионного) эмульгатора марки Disponi123 (этоксилированный жирный спирт ф.Henkel) в количестве 4,5 г и анионного эмульгатора марки Алкилсульфат натрия (ТУ 2481-007-131-644-01-93) в количестве 0,5 г, воду вводят двумя порциями, сначала добавляют 13,5 г воды (30 мас.% от общего ее количества), затем через 20 минут вводят оставшееся количество 31,5 г воды (70 мас.%). Смесь продолжают перемешивать в течение 10 минут до получения однородной стабильной эмульсии.

Получают стабильную эмульсию (стабильность 180 суток, дисперсность 0,5 мкм), готовую к использованию.

Пример 4. В смеситель загружают 40 г эпоксидной диановой смолы ЭД-41, ксилол в количестве 20 г перемешивают в течение 10 минут, затем вводят 4 г неионогенного эмульгатора с ГЛБ 14-20 марки Disponi123 (этоксилированнный жирный спирт (ф. Henkel). Смесь перемешивают при 70^oC в течение 10 минут. Затем, продолжая перемешивание, вводят двумя порциями, сначала 18 г воды (50 мас. % от общего ее количества), затем через 20 минут оставшееся количество 18 г воды (50 мас.%). Смесь продолжают перемешивать в течение 10 минут до получения однородной стабильной эмульсии.

Получают стабильную эмульсию (стабильность 90 суток), дисперсность, готовую к использованию.

Полученную эпоксидную эмульсию используют в качестве готового полуфабриката при производстве лакокрасочных материалов на водной основе, используемых для получения защитно-декоративных покрытий.

Формула изобретения

1. Способ получения эмульсии эпоксидной смолы, включающий совмещение эпоксидной диановой смолы с эмульгатором при перемешивании и нагревании и последующее введение воды, отличающийся тем, что в качестве эмульгатора используют эмульгатор неионогенного типа с гидрофильно-липофильным балансом 14 - 20 и/или анионный эмульгатор, перемешивание осуществляют при 51 - 79^oС, а последующее введение воды осуществляют двумя порциями: сначала 5 - 50 мас.% от общего количества воды, затем оставшееся количество 50 - 95 мас.% через 5 - 120 мин.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при перемешивании эпоксидной диановой смолы перед введением эмульгатора вводят дополнительно 0,1 - 25,0% органического растворителя.