[发明专利]一种具有高耐冲击性能的水性双组份漆及其应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种具有高耐冲击性能的水性双组份漆及其应用。该水性双组份漆包括复合乳液和固化剂，所述复合乳液包括水性环氧乳液和水性丙烯酸乳液，不仅具有与水性环氧乳液单组分同等的耐水性和耐化学品性能，而且可以提升耐冲击性。同时，本发明还对所述水性丙烯酸乳液的乳化体系进行了优化，改善了水性环氧乳液和水性丙烯酸乳液混合后的机械稳定性，避免了破乳或凝胶等现象。所述的水性双组份漆可在工程机械领域，特别是需要耐冲击性的金属防护涂料中进行应用。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种具有高耐冲击性能的水性双组份漆及其应用。

背景技术

环氧树脂以其优异的附着性、热稳定性、耐化学品性、绝缘性及机械强度等，在涂料领域中得到了广泛的应用。常用的环氧树脂大多数为黏稠的液体或者固体，不溶于水，只溶于芳烃类、酮类及醇类等有机溶剂。随着人们对VOC(挥发性有机化合物)排放量的限制，溶剂型的环氧树脂在涂料领域中的应用受到限制。水性环氧树脂以水作为分散介质时，VOC排放量很低，安全性有很大提高，所以水性环氧树脂成为人们新的研究方向。

然而，水性环氧树脂虽然具有上述优异性能，但是由于其交联密度过高，无法完全满足一些应用环境对耐冲击性的较高要求。

通过将具有不同优势性能的树脂复合，可以弥补水性环氧树脂的上述缺陷。现有技术中存在一些通过接枝聚合反应制备兼具不同树脂性能的技术方案，如CN 102732134A、CN 107418355A、CN 108329438A、CN 105732881A等专利文献中提到了将具有丙烯酸基团的单体接枝到环氧树脂分子中，CN 103555120A中提到了先利用二元醇、二元酸、酸酐和环氧单体合成具有接枝活性的水分散型聚酯，然后将丙烯酸酯类单体接枝到所述水分散型聚酯分子中。

但是通过接枝聚合等修改分子结构的方式对环氧树脂的性能进行改进时，存在一定的不可控因素，容易消耗环氧树脂本身的功能基团，使其原本所具有的优势性能收到影响。

另外，CN104788627A，CN108329438A，CN105732881A中提到的丙烯酸改性环氧的制法，是通过溶剂聚合丙烯酸树脂后加入环氧树脂和水进行转相乳液；或环氧树脂的溶液中进行丙烯酸单体的聚合，然后进行转相乳液，这些体系中仍然会残留相当多溶剂，如果通过减压蒸馏的方式去除则能源消耗及环境影响较大。而且，在丙烯酸单体中溶解环氧树脂后进行乳液聚合的方式对环氧树脂的含量有限，通常只能在8％～60％，仍然无法完全满足一些应用环境对抗冲击性及防腐性同时所具有的较高要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种兼具耐冲击性、耐水性及耐化学品性等优势的水性双组份漆，包括复合乳液和固化剂，所述复合乳液包括水性环氧乳液和水性丙烯酸乳液，所述水性丙烯酸乳液为使用非离子乳化剂或阴离子非离子复合乳化剂所制得的合成树脂乳液，在所述阴离子非离子复合乳化剂中，阴离子乳化剂的使用量小于乳化剂总量的20wt％。

本发明发现，通过乳液复合时，更有利于保留水性环氧树脂本身所具有的优势，复合后的乳液不仅具有与水性环氧乳液单组分同等的耐水性和耐化学品性能，而且可以提升耐冲击性。

不过，水性环氧乳液和水性丙烯酸乳液混合后机械稳定性较低，特别是在高温(60～70℃)下时，机械稳定性方面的缺陷更为明显，容易出现破乳或凝胶等现象。同时，加入固化剂后涂料会迅速凝胶，缩短开放时间，影响涂布效率。对此，本发明进一步对水性丙烯酸乳液进行了优化，使上述问题得到了较好地改善。

在本发明中，进一步优选所述非离子乳化剂为聚氧乙烯烷基醚类乳化剂。优选所述阴离子乳化剂为烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐。

作为优选，当所述水性丙烯酸乳液使用非离子乳化剂制备时，对涂料产品使用时的高温机械稳定性更为有利；同时，在加入固化剂后，也更有利于适当延长凝胶时间，改善涂布效率。