技术领域
本发明涉及一种水性聚酯乳液，具体涉及一种相反转法水性有机硅乳液的制备方法。
背景技术
近年来，随着国民环保意识的日益增强，以及国家环保政策的日益严格，高VOC含量油性涂料的使用逐渐受到限制，而水性涂料凭借其低VOC含量，环保、安全、健康等因素，使用领域也越来越广，必将成为未来涂料领域的主要趋势之一。水性树脂/乳液的性能对水性涂料的影响重大，目前，市面上水性树脂/乳液产品还处于不断升级优化的阶段，质量和性能参差不齐，对下游涂料产品的质量、性能、环保性影响很大，出现很多voc超标的“假”水性涂料产品。另外，由于水性涂料价格较之油性涂料偏高，且某些性能还不能达到油性涂料的水平，所以市场推广还存在一定局限性，急需一批性价比更高的水性树脂/乳液产品。油性有机硅树脂涂料在很多领域都有广泛应用，可以在高温环境下，给予被保护基材很好的耐温耐腐蚀保护，但同时由于其固含量低，溶剂含量高，VOC排放多，所含溶剂易燃易爆，属于国家规定的危险化学品中双高产品，其后期使用收到很大限制。有机硅树脂的水性化，不但解决了其环保性问题，而且填充了该领域新形势下的空白。
我国工业涂料领域中，目前水性涂料所占比例还比较小，这主要受技术、价格和政策法规三方面因素制约。首先，工业涂装领域对涂膜的外观、机械性能、耐性(特别是耐水性)等性能的要求大大高于建筑内外墙涂料，而且不同的应用场合，要求各不相同，我国原先的一些水性涂料技术水平还不能普遍满足工业涂料对性能的要求。其次，一些性能高的水性涂料品种，由于受工艺、规模和原料成本及来源等因素制约，价格相对比较高，这也限制了其广泛应用。再者，在涂装行业，若无特殊的强制性措施要求，受使用惯性的影响，多数人也不愿主动放弃原已稳定使用的溶剂型涂料而承担一定风险去使用水性涂料，这也给水性涂料新产品的推广应用带来一定的难度。
但是近年来，随着我国经济的迅速发展，开放程度的进一步提高，与世界经济的接轨和资源日趋紧张，以及人们对环保和身体健康的重视，水性涂料在我国已迎来良好的发展机遇，是目前公认的环保性绿色涂料品种。水性涂料的发展倚重水性树脂/乳液的发展，水性树脂/乳液的进步必然促使水性涂料进步。所以需要一种能够替代高污染的油性树脂和保留了原有成熟油性有机硅的大部分性能的水性有机硅乳液。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于通过对乳化工艺的控制，制备得到粒径小，稳定性好，性价比高的一种相反转法水性有机硅乳液。
本发明采用以下技术方案解决上述技术问题的：
一种相反转法水性有机硅乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将70-85份环氧改性有机硅树脂升温至100-120℃抽滤；
2)将抽滤后的树脂液检测固含量，当固含量超过95％时，将步骤1)得到的树脂在搅拌的条件下加入1-1.5份非离子乳化剂，控制固含量不小于95％，搅拌后加入0.5-1.0份阴离子乳化剂，搅拌后再加入1.5-2.5份助溶剂；
3)将步骤2)得到的混合物搅拌慢速加入40-55份去离子水，加入的速度为1-9L/min，当树脂液由流动透明粘稠液体全部转变为乳白色不透明乳状物，且粘度开始下降，加快去离子水加入速度，控制为2-18L/min至加完，继续搅拌；
4)取样检测，合格后过滤称重包装；所述各组分原料均以重量份计。
进一步地，所述步骤1)中升温速度为30-40℃/h。
进一步地，所述步骤1)中抽滤负压不小于0.08Mpa。
进一步地，所述步骤1)中环氧改性有机硅树脂为环氧改性有机硅树脂W304-1、W304-2和W304-3中的一种或几种。
进一步地，所述检测固含量的步骤包括：取步骤1)得到的树脂取样1.5-2g，取样数为2-4个，计量后在150℃烘箱烘烤1h，然后取出称量计算
进一步地，所述步骤2)中非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯酚类非离子乳化剂。
进一步地，所述步骤2)中阴离子乳化剂为烷基二苯醚二磺酸钠盐类阴离子乳化剂。
进一步地，所述步骤2)中助溶剂为丙二醇丁醚醋酸酯。
进一步地，所述步骤2)中非离子乳化剂为OP-10和NP-10中的一种或两种；所述步骤2)中阴离子乳化剂为DOW-8390和2A1中的一种或两种。
进一步地，所述步骤2)中搅拌速率均为30-80r/min，所述步骤3)中混合物搅拌速率为30-80r/min，继续搅拌的速率为200-400r/min。
本发明的优点在于：
1)本发明提供的一种相反转法水性有机硅乳液的制备方法得，使用水作为稀释剂，替代树脂中绝大多数有机挥发性溶剂，大大降低了VOC排放，保护了环境、保护了接触人员健康，不燃不爆，避免了火灾、爆炸风险；同时由于使用价格低、易获得的水做稀释剂，替代了油性涂料中的二甲苯等溶剂，大大节约了能源，符合当前国家实施的“节能减排”“绿水青山”政策。
2)本发明基于替代高污染的油性树脂，同时为市场提供性价比高，市场应用价值高的水性产品，通过该方法做出的水性乳液产品，性能上保留了原有成熟油性有机硅的大部分性能，又克服了别的方法合成成本贵的弊病。
3)本发明选择了合适的有机硅树脂，通过抽滤、乳化工艺，将油性有机硅树脂在合适的复配乳化剂下，通过对乳化工艺的控制，达到粒径小，稳定性好，性价比高的乳液。
具体实施方式
以下结合对本发明进行详细的描述。
实施例1
一种相反转法水性有机硅乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将85份环氧改性有机硅树脂W304-1按量抽入蒸馏釜中，匀速升温至110℃抽滤，升温速度为30℃/h；抽滤负压不小于0.08Mpa；将其含有的有机溶剂抽滤、冷凝回收至接收罐；
2)将抽滤后的树脂液取样检测固体含量，测试量1.5g，测试样品数为3个，计量后在150℃烘箱烘烤1h，然后取出称量计算，当固含量超过95％时，将抽滤后的树脂放入特制搅拌缸中，在搅拌的条件下加入1.1份非离子乳化剂P-10，若固体含量小于95％，继续升温抽滤，直至合格；搅拌10分钟后加入0.6份阴离子乳化剂DOW-8390，搅拌5分钟后加入2份助溶剂丙二醇丁醚醋酸酯；
3)将步骤2)得到的混合物继续搅拌5分钟后加入51.3份去离子水，加入的速度为1L/min，观察树脂相转变状态，当树脂由原来的流动透明粘稠液体全部转变为乳白色不透明乳状物，且粘度开始下降，加快去离子水加入速度，控制为2L/min至加完，当树脂完全转化成乳液，继续搅拌10分钟；
步骤2)中搅拌速率均为80r/min，步骤3)中混合物搅拌速率为80r/min，继续搅拌的速率为400r/min；
4)取样检测，合格后过滤称重包装；所述各组分原料均以重量份计。
实施例2
一种相反转法水性有机硅乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将80份环氧改性有机硅树脂W304-2按量抽入蒸馏釜中，匀速升温至120℃抽滤，升温速度为40℃/h；抽滤负压不小于0.08Mpa；将其含有的有机溶剂抽滤、冷凝回收至接收罐；
2)将抽滤后的树脂液取样检测固体含量，测试量2g，测试样品数为3个，计量后在150℃烘箱烘烤1h，然后取出称量计算，当固含量超过95％时，将抽滤后的树脂放入特制搅拌缸中，在搅拌的条件下加入1.1份非离子乳化剂OP-10，若固体含量小于95％，继续升温抽滤，直至合格；搅拌10分钟后加入0.9份阴离子乳化剂DOW-8390，搅拌5分钟后加入2份助溶剂丙二醇丁醚醋酸酯；
3)将步骤2)得到的混合物继续搅拌5分钟后加入52份去离子水，加入的速度为9L/min，观察树脂相转变状态，当树脂由原来的流动透明粘稠液体全部转变为乳白色不透明乳状物，且粘度开始下降，加快去离子水加入速度，控制为18L/min至加完，当树脂完全转化成乳液，继续搅拌10分钟；
步骤2)中搅拌速率均为30r/min，步骤3)中混合物搅拌速率为30r/min，继续搅拌的速率为200r/min；
4)取样检测，合格后过滤称重包装；所述各组分原料均以重量份计。
实施例3
一种相反转法水性有机硅乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将70份环氧改性有机硅树脂W304-3按量抽入蒸馏釜中，匀速升温至100℃抽滤，升温速度为30℃/h；抽滤负压不小于0.08Mpa；将其含有的有机溶剂抽滤、冷凝回收至接收罐；
2)将抽滤后的树脂液取样检测固体含量，测试量1.5g，测试样品数为3个，计量后在150℃烘箱烘烤1h，然后取出称量计算，当固含量超过95％时，将抽滤后的树脂放入特制搅拌缸中，在搅拌的条件下加入1.5份非离子乳化剂NP-10，若固体含量小于95％，继续升温抽滤，直至合格；搅拌8分钟后加入1份阴离子乳化剂2A1，搅拌3分钟后加入2份助溶剂丙二醇丁醚醋酸酯；
3)将步骤2)得到的混合物继续搅拌5分钟后加入50.5份去离子水，加入的速度为5L/min，观察树脂相转变状态，当树脂由原来的流动透明粘稠液体全部转变为乳白色不透明乳状物，且粘度开始下降，加快去离子水加入速度，控制为10L/min至加完，当树脂完全转化成乳液，继续搅拌8分钟；
步骤2)中搅拌速率均为50r/min，步骤3)中混合物搅拌速率为60r/min，继续搅拌的速率为200r/min；
4)取样检测，合格后过滤称重包装；所述各组分原料均以重量份计。
实施例4
一种相反转法水性有机硅乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)将80份环氧改性有机硅树脂W304-3按量抽入蒸馏釜中，匀速升温至110℃抽滤，升温速度为40℃/h；抽滤负压不小于0.08Mpa；将其含有的有机溶剂抽滤、冷凝回收至接收罐；
2)将抽滤后的树脂液取样检测固体含量，测试量1.5g，测试样品数为3个，计量后在150℃烘箱烘烤1h，然后取出称量计算，当固含量超过95％时，将抽滤后的树脂放入特制搅拌缸中，在搅拌的条件下加入1.5份非离子乳化剂NP-10，若固体含量小于95％，继续升温抽滤，直至合格；搅拌12分钟后加入1.0份阴离子乳化剂2A1，搅拌7分钟后加入2份助溶剂丙二醇丁醚醋酸酯；
3)将步骤2)得到的混合物继续搅拌7分钟后加入50份去离子水，加入的速度为6L/min，观察树脂相转变状态，当树脂由原来的流动透明粘稠液体全部转变为乳白色不透明乳状物，且粘度开始下降，加快去离子水加入速度，控制为12L/min至加完，当树脂完全转化成乳液，继续搅拌12分钟；
步骤2)中搅拌速率均为50r/min，步骤3)中混合物搅拌速率为50r/min，继续搅拌的速率为300r/min；
4)取样检测，合格后过滤称重包装；所述各组分原料均以重量份计。
上述实施例中所得到的相反转法水性有机硅乳液技术指标如下表所示：
序号 检测项目 检测指标 测试方法 1 外观 乳状液体 目测 2 不挥发分含量％ 50±2 GB/T1725-2007 3 粘度(mPa.s) ≤1000 GB/T2794-2013 4 密度(g/ml) 1.03-1.08 GB/T6750—2007
贮存期：5-35℃下，6个月。
贮存条件：库房干燥、阴凉通风、避免暴晒、严寒、冰冻、雨淋，严禁露天堆放。
这种相反转法水性有机硅乳液是将优选的有机硅树脂转化成水性氯醚乳液，得到的水性氯醚乳液VOC≤5％，满足国家绿色环保标志指标要求。且水份释放性好，初期耐水性佳。不燃不爆，健康安全。单组份涂料，施工方便，耐高温耐腐蚀，最高可耐600℃。
这种相反转法水性有机硅乳液主要用于高温腐蚀性环境下，烟囱、排气管、加热炉热交换器等金属表面耐高温保护性涂料中。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。