[发明专利]一种低酸值低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂

说明书

技术领域

本发明公开了一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性的环氧树脂，属于水性涂料领域。

背景技术

目前涂料树脂还主要以溶剂型树脂为主，如醇酸树脂，环氧酯树脂。水性的醇酸树脂因为其自身的酯键的水解问题，所以储存稳定性很差，另外其在常温下的干燥也很慢。专利(CN1375535A)对以醇酸树脂为核，以乳液聚合的方式用丙烯酸(酯)对醇酸树脂进行改性，改善了醇酸树脂的干性和水解问题，但其因为是乳液聚合的产品，乳液中有大量的乳化剂，很容易出现闪锈的现象，其防锈性能较差。湖南湘江涂料有限公司的专利(CN101864044A)一种水性丙烯酸改性环氧酯树脂采用核壳聚合的方式，具有较好的储存稳定性，但其乳液中依然含有10-20％的溶剂，产生较多的VOC。并且在其合成方式下,只有树脂具有较高的酸值(20-40mgKOH/g)才能具有较好的水分散性，导致树脂的耐水性较差，另外其适用范围为烘烤型漆。

发明内容

本发明的目的在于克服上述树脂的各种缺陷。提供一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂。以实现高耐水性，盐雾性，极低的VOC排放,自干型树脂水分散体。

本发明是属于涂料领域，是一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂。一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，其特征在于：合成配方中环氧树脂15-40份，不饱和脂肪酸11-40份，丙烯酸类单体2-8份，丙烯酸酯类单体(含苯乙烯)5.5-35份，催化剂0-0.1份，引发剂0.6-2份，溶剂20-40份，中和剂5-15份，催干剂1-5份，水100-200份。

其中水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂的优选配方为环氧树脂19-35份，脂肪酸12-27份，丙烯酸类单体2-4份，丙烯酸酯类单体(含苯乙烯)5-30份，催化剂0-0.08份，引发剂0.6-1.6份，溶剂20-30份，中和剂5-10份，催干剂1-5份，水100-150份。

一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。

如上所述之双酚A型环氧树脂，环氧树脂优选环氧当量在500～3000范围内的环氧树脂一种或两种。

一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，用于改性的脂肪酸为不饱和脂肪酸，为亚麻油酸，桐油树，豆油酸，亚油酸，妥尔油酸中，脱水蓖麻油酸的一种或几种。

一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，用于改性的丙烯酸类单体包括丙烯酸，甲基丙烯酸的一种或两种。

一种低酸值,低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，所述丙烯酸酯类单体包括苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸异冰片酯，(甲基)丙烯酸羟乙酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或几种。

一种低酸值,低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，所述催化剂为有机锡或者锌类催化剂。

如上所述的催化剂为氧化锌，环烷酸锌中的一种。

一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，所述的引发剂为过氧化苯甲酸，过氧化苯甲酸叔丁酯，二叔丁基过氧化物，二叔戊基过氧化物，过氧化-2-乙基己酸叔丁酯(戊酯)，的一种或两种。

一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，所述溶剂为二乙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，正丁醇，乙二醇单丁醚，丙二醇丁醚，丙二醇甲醚，乙醇，异丙醇，仲丁醇中的一种或几种。

一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，其中和剂为三乙胺，N,N-二甲基乙醇胺，甲基吗啉中的一种或几种。

一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，所述催干剂为钴，锆，锌，钙类催干剂或其组合物。

如上所述之一种低酸值、低VOC的水性丙烯酸和脂肪酸改性环氧树脂，其具体制备方法为：

(1)环氧树脂的脂肪酸改性：将配方中的环氧树脂和脂肪酸，催化剂加入反应釜中，并加入5-7份的二甲苯，搅拌并升温至210℃，二甲苯循环回流带出反应生成的水，保温至物料的酸值小于5mgKOH/g,并用真空将物料中的二甲苯抽出。降温至130～160℃加入配方中的部分溶剂稀释待用；

(2)丙烯酸(酯)改性：将配方中的丙烯酸，丙烯酸酯(或苯乙烯)加入部分引发剂混合均匀，在110-150℃，用2-4hr滴入上面滴入脂肪酸改性完的环氧树脂中，滴加完后补加引发剂反应至转化率98％以上，所得树脂酸值20-30mgKOH/g；