一种丙烯酸改性环氧乳液及其制备方法与流程

本发明属于涂料领域，具体涉及一种丙烯酸改性环氧乳液及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂涂料具有优异的防腐性能，在工业领域得到了广泛的应用，传统的环氧涂料是溶剂体系，其含有大量的溶剂在施工过程中以及干燥过程中，对人的身体健康造成危害，对环境造成污染。近年来，有关环境污染限制的法律与法规相继出台，其中涉及到涂料行业的就有voc(有机挥发物的含量)和hap(有害空气中的污染物)的排放限制两个问题。水性环氧涂料voc含量低、气味较小，使用安全，施工工具易于清洗，符合环保与节能的要求，迅速成为现代涂料的一个重要的发展方向。

2、水性环氧乳液因为含有大量的水，水的挥发需要大量的潜热，造成水性环氧涂料干燥较慢。为了提高环氧乳液的干燥速度，用丙烯酸树脂的大分子量和高的玻璃化温度改善，但是丙烯酸树脂和环氧树脂的极性相差较大，直接物理共混容易分层，而用引发剂高温夺取环氧树脂结构叔碳氢原子，接枝丙烯酸树脂链段的方法效率较低。

技术实现思路

1、本发明为解决上述为问题，提供了一种丙烯酸改性环氧乳液的方法。采用本发明所述方法合成的环氧乳液不仅粒径较细，储存稳定，而且干燥速度快。

2、一种丙烯酸改性环氧乳液，按重量份数计，包括环氧树脂30-50份，衣康酸或(和)顺丁烯二酸酐1-10份，三苯基膦0.3-1份，非功能性丙烯酸类单体0-10份，功能性丙烯酸类单体5-10份，引发剂0.2-2份，溶剂1-8份、去离子水50-110份。

3、优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.18-0.54。

4、优选地，所述环氧树脂包括e51(环氧值0.18-0.22)、e44(环氧值0.41-0.47)、e20(环氧值0.48-0.54)中的一种或多种。

5、优选地，所述非功能性丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯中的一种或多种。

6、优选地，所述功能性丙烯酸类单体包括分子量为350-2000的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。

7、更优地，所述甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的分子量为350、400、500、550、600、750、1000或2000中的一种或多种。

8、优选地，所述溶剂为水溶性醇醚类溶剂，包括乙二醇丁醚、丁醇、二乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、异丙醇、仲丁醇、乙醇中的一种或多种。

9、优选地，所述引发剂为过氧化物和/或偶氮类引发剂，包括过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物、偶氮二异丁腈中的一种或多种。

10、本发明还提供一种丙烯酸改性环氧乳液的制备方法，包括以下步骤：

11、s1、加入30-50份环氧树脂、溶剂1-8份，搅拌溶解并升温到100-130℃；

12、s2、加入1-10份衣康酸或(和)顺丁烯二酸酐，溶解透明后，加入0.3-1份三苯基膦，在温度100-130℃条件下反应4h；

13、s3、温度控制在100-120℃之间，将非功能性丙烯酸类单体0-10份，功能性丙烯酸类单体5-10份，引发剂0.2-2份混合均匀，匀速滴加3～5h，保温2h；

14、s4、降温到70～80℃之间，缓慢匀速滴加去离子水50-110份，滴加1-3h，继续降温到50℃以下放料，即可得到丙烯酸改性环氧乳液。

15、一种丙烯酸改性环氧乳液，根据上述制备方法制备得到。

16、优选地，所述丙烯酸改性环氧乳液的粒径小于500nm，常温稳定存储时间大于1年，表干时间小于25min。

17、本发明所制备的丙烯酸改性环氧乳液具有以下的优点：

18、1、本发明将衣康酸或(和)顺丁烯二酸酐引入到环氧树脂的结构中，给环氧树脂增加了不饱和双键的官能团，大大提高了丙烯酸单体的接枝率。

19、2、功能性丙烯酸类单体中的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯为亲水基团，通过自由基聚合接枝到环氧树脂结构上。形成自乳化体系。相对于外乳化体系，乳液粒径更加细，分布更加均匀。

20、3、由于是自乳化体系，相对于外乳化体系，机械稳定性更好，研磨色浆更不容易破乳。

21、4、由于环氧树脂中引入了分子量较大的丙烯酸树脂，其漆膜的干燥速度比纯环氧体系要快。

22、5、本发明通过控制反应过程，得到的水性环氧树脂分散体的聚醚链段更短，耐水性及耐盐雾性增强。

23、6、本发明制备的水性环氧树脂分散体的粒径小于500nm，常温储存1年以上无沉淀分水现象，固化交联均匀，密度大。

技术特征：

1.一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，按重量份数计，包括环氧树脂30-50份，衣康酸或(和)顺丁烯二酸酐1-10份，三苯基膦0.3-1份，非功能性丙烯酸类单体0-10份，功能性丙烯酸类单体5-10份，引发剂0.2-2份，溶剂1-8份、去离子水50-110份。

2.如权利要求1所述的一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，所述的环氧树脂的环氧值为0.18-0.54。

3.如权利要求1和2所述的一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，所述环氧树脂包括e51(环氧值0.18-0.22)、e44(环氧值0.41-0.47)、e20(环氧值0.48-0.54)中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，所述非功能性丙烯酸类单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯乙烯中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，所述功能性丙烯酸类单体包括分子量为350-2000的甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。

6.如权利要求1和5所述的一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，所述甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯的分子量为350、400、500、550、600、750、1000或2000中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，所述溶剂为水溶性醇醚类溶剂，包括乙二醇丁醚、丁醇、二乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、异丙醇、仲丁醇、乙醇中的一种或多种；

8.如权利要求1-7任一项所述的一种丙烯酸改性环氧乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，根据上述权利要求8所述制备方法制备得到。

10.如权利要求9所述的一种丙烯酸改性环氧乳液，其特征在于，所述乳液的粒径小于500nm，常温稳定存储时间大于1年，表干时间小于25min。

技术总结一种丙烯酸改性环氧乳液，按重量份数计，包括环氧树脂30‑50份，衣康酸或(和)顺丁烯二酸酐1‑10份，三苯基膦0.3‑1份，非功能性丙烯酸类单体0‑10份，功能性丙烯酸类单体5‑10份，引发剂0.2‑2份，溶剂1‑8份、去离子水50‑110份。本发明还提供了一种丙烯酸改性环氧乳液的制备方法及其产品。采用本发明所述方法合成的环氧乳液不仅粒径较细，储存稳定，而且干燥速度快。技术研发人员：杨永全,郭胜鲁,汪洋受保护的技术使用者：上海保立佳新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10