[发明专利]一种底漆用单组分水性环氧乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性环氧乳液及其制备方法，具体说是一种底漆用单组分水性环氧乳液及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是目前应用十分广泛的建筑涂料成膜物质，特别是水性环氧乳液，以其具有防火性强、附着力强、收缩率低、耐化学性强等的特性，深受广大建筑涂料生产厂家的青睐。目前的水性环氧乳液通常有单组分和双组分两种，单组分水性环氧乳液是在环氧树脂中加入固化剂、催化剂，在一定的反应条件下发生固化成膜反应；而双组分环氧乳液是把环氧树脂与固化剂分开设置，使用时再混合使用。由于双组分环氧乳液具有常温下即可发生固化反应的特点，因而其在涂料行业中的应用最为广泛。然而，由于双组分环氧树脂在施工时需要另外调配两种组分的配比，并要把两种组分进行充分混合，所以其施工工艺比较麻烦。而在施工条件较差的环境下，因其发生固化反应的温度较低，组分在混合时即发生反应，导致两种组分不能完全混合均匀，降低了乳液的性能。另外，传统双组分环氧乳液在常温下发生固话反应，其粒子粒径分布范围较窄，且均属于单一的大粒径或小粒径的粒子，因此乳液的渗透能力、封闭能力的综合性能较差，二者不能兼具。如何开发一种既具有较好机械强度，又具有优良渗透性及封闭性的水性环氧乳液，是目前水性环氧乳液制造行业的一道技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种渗透性好、封闭性强且力学性能优良的底漆用单组分水性环氧乳液。

本发明的另一个发明目的在于提供一种制备上述底漆用单组分水性环氧乳液的方法。

本发明的发明目的是这样实现的：一种底漆用单组分水性环氧乳液，其特征在于：所述底漆用单组分水性环氧乳液包括水、环氧树脂单体、苯乙烯单体、丙烯酸单体、丙烯酸丁酯单体、甲基丙烯酸单体、稀释剂、中和剂及自由基聚合引发剂，上述组分含量按质量份数算分别为：水：100份；环氧树脂单体：20-40份；苯乙烯单体：10-20份；丙烯酸单体：1-10份；丙烯酸丁酯单体：10-30份；甲基丙烯酸单体：1-10份；稀释剂：10-30份；中和剂：10-20份；自由基聚合引发剂：1-10份。

所述环氧树脂单体为E-20环氧树脂和E-44环氧树脂的混合物，E-20环氧树脂和E-44环氧树脂的摩尔比为3：1。

所述稀释剂为乙二醇丁醚或者是乙二醇丁醚和正丁醇的混合物。

所述中和剂为N-N二甲基乙醇胺。

所述自由基聚合引发剂为过氧化二苯甲酰。

所述制备方法包括以下步骤：

a：按照上述配比称取原料备用；

b：在常温常压下向一带温度计、回流冷凝管及搅拌装置的四口烧瓶中加入环氧树脂单体和稀释剂，并把混合物持续搅拌10-30分钟；

c：把烧瓶温度提升至70-90℃，并保温0.5-1.5小时；

d：把自由基聚合引发剂、苯乙烯单体、丙烯酸丁酯单体、丙烯酸单体和甲基丙烯酸单体置于混合器中，常温常压下搅拌10-20分钟；

e：把d步骤所得的混合物滴加至c步骤的烧瓶中，滴加时间1-3小时，并保持混合物温度在70-90℃，滴加过程持续搅拌，滴加完成后保温1-2小时；

f：把e步骤的混合物温度升至100-110℃，并保温0.5-1小时，然后降温至50-70℃；

g：往f步骤所得的混合物中加入中和剂，把反应体系的pH值调节至7.5-8.5，搅拌0.5-1小时，并加温至85-95℃；

h：把g步骤所得的混合物加入水中分散即可得底漆用单组分水性环氧乳液。

本发明具有以下优点：

1、本发明的底漆用单组分水性环氧乳液中，采用环氧树脂单体、苯乙烯单体、丙烯酸单体、丙烯酸丁酯单体、甲基丙烯酸单体的混合单体反应体系。上述单体中，环氧树脂单体具有较强的内聚力，且分子结构致密，可提高反应体系的力学性能，而苯乙烯单体、丙烯酸单体、丙烯酸丁酯单体、甲基丙烯酸单体的混合体系中存在大量极性较强的反应型基团，大幅提高环氧树脂固化体系对材质的粘附能力。

2、本发明的底漆用单组分水性环氧乳液中，加入丙烯酸类单体。丙烯酸类单体提供了与环氧树脂的环氧基发生反应的官能团，使环氧基反应的活性点增多，在反应体系中形成疏网状交联分子结构，可以有效提高涂层的耐磨性、硬度、耐溶剂性等性能。另外，随着环氧基反应的活性点的增多，化学反应后的分子链结构呈现多样化，使乳液粒径的分布较宽。小粒径粒子可渗透基材，大粒径粒子可以在基材表面成膜，大大提高了乳液的封闭性及渗透性。