[发明专利]一种室温自交联环氧改性丙烯酸树脂乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种室温自交联环氧改性丙烯酸树脂乳液及其制备方法，以及通过其制备的水性涂料。所述乳液有以下组分的单体混合物制备，包括环氧改性丙烯酸单体大分子，涂膜干重中，各组分质量分数为：（甲基）丙烯酸及其酯类单体：75‑95%，环氧改性丙烯酸单体：15‑30%，后交联单体：2‑10%，通过以上乳液为基料配制涂料，具有优异的耐盐雾性能和出色的储存稳定性，可满足常规防腐要求。

技术领域

本发明设计一种水性防护涂料用基料，具体涉及一种高防腐性能的水性改性环氧乳液及其制备方法，以及通过其得到的水性环氧改性丙烯酸树脂涂料，属于工业防护涂料领域。

背景技术

水性丙烯酸乳液目前被广泛地用在服装，鞋材，钢结构等各个领域，水性丙烯酸乳液以水代替有机溶剂作为分散介质，其分散液中不含或含有少量的有机溶剂，涂膜具有不燃、无毒、节能和不污染环境等特点。丙烯酸乳液具有耐候性好，储存稳定性好，常温自干快，成本较低的优点，但是丙烯酸乳液形成的漆膜往往较软，附着力差，耐化学品和耐盐雾性能较低，耐水容易起泡脱落等。

环氧树脂作为三大通用热固性树脂之一，具有极好的附着性、稳定性、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性及机械强度，广泛应用于涂料工业领域。因此尝试将环氧树脂引入到丙烯酸树脂结构中来改善目前丙烯酸乳液的缺点。针对此方面已有相关的报道，如专利CN103319665B中将环氧树脂与不饱和脂肪酸进行酯化后与丙烯酸类单体进行自由基接枝反应，制备的涂膜具有良好的性能，但是此方法制备过程需要高温反应，能源消耗高，而且引入的环氧树脂较少，制备出的树脂分子量较大，固化较慢等问题。除此之外，也有将丙烯酸单体与环氧树脂直接进行高温酯化反应，过程需要阻聚剂和高温，反应容易凝胶，较难控制。

发明内容

本发明目的在于克服环氧树脂改性丙烯酸树脂制备过程工艺复杂，能源消耗较高、乳液粘度较高、储存稳定性较差的问题，通过改善反应工艺以及调整反应单体的种类，来制备一种制备过程简便、乳液粘度低，环氧树脂含量高、防腐性能更加优异的水性环氧改性丙烯酸乳液。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案如下：

一种水性环氧改性丙烯酸乳液，有包括以下组分的单体混合物制得，以下含量是以乳液的干重为基准计的质量百分数：a)75-95%的甲基丙烯酸及其酯类单体;b）15-30%的环氧改性丙烯酸单体;c）2-10%的后交联单体组成;除此之外，还含有水溶性溶剂组份d).

本发明中所述的甲基丙烯酸及其酯类单体，选自三种不同的单体种类，第一种是软单体，占单体a)质量的20-40%，选自丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、2-丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸月桂酯中的至少一种；第二中为硬单体，占单体a)质量的30-50%,选自苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。第三种单体为含羧基和/或羧酸酐单体选自甲基丙烯酸及其酸酐、马来酸及其酸酐、富马酸及其酸酐中的至少一种, 占单体a)质量的5-10%。

本发明中所述的环氧改性的丙烯酸单体有以下组分组成，以环氧树脂和带有双键的丙烯酸类/酰氯类单体通过酯化反应而制备，具体的制备方案为将环氧树脂加入到溶剂中，然后加入胺类小分子开环反应，最后加入丙烯酸/酰氯单体，催化剂制备得到环氧改性的丙烯酸大单体。

本发明中所述的环氧改性丙烯酸大分子单体，各个组份的比例为，以摩尔比环氧基团与胺类分子上活泼氢以及丙烯酸/酰氯比例为1：（0.8-1）：（0.8-1），溶剂加入量为总重量的10-20%，催化剂为总重量的丙烯酸/酰氯总重量的1-3%.

本发明中所述的环氧树脂选自由环氧氯丙烷或甲基环氧氯丙烷和双酚A、双酚F、或双酚砜得到的环氧树脂、双酚A的环氧烷烃经加成的聚缩水甘油醚，聚丙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、甘油等多元醇的聚缩水甘油醚；己二酸、苯二甲酸、二聚物酸等多羧酸的聚缩水甘油酯及聚缩水甘油胺等。更优选地选自上述的用上述双酚A或双酚F与环氧氯丙烷制备的环氧树脂或己二酸的多羧酸改性而成的环氧树脂。