專利名稱：一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面涂層領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著人們對環(huán)境污染、資源消耗問題的日益重視，許多廠家對水性工業(yè)漆的要求也更加嚴(yán)格。傳統(tǒng)的水溶性丙烯酸樹脂涂料具有光澤高、耐候性好等優(yōu)點，但也存在耐化學(xué)品、附著力差等一些缺陷。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。為了進一步改善涂料的性能，水性丙烯酸樹脂更多的是通過采用其他樹脂或單體對其進行改性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其制備方法和應(yīng)用。針對目前水溶性丙烯酸樹脂的耐性、附著力不足的缺點，開發(fā)了一種具有良好耐化學(xué)藥品性、耐鹽霧、附著力好等優(yōu)點的無毒、無臭、不燃的環(huán)保型環(huán)氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其中，包括以下步驟 在反應(yīng)釜中，加入有機溶劑3(Γ35份，甲基丙烯酸甲酯f 2份，丙烯酸丁酯2-5份，甲基丙烯酸O. 1-0. 5份，丙烯酸羥乙酯O. 27-0. 45份，鏈轉(zhuǎn)移劑O. 04-0. 12份，引發(fā)劑O. 08-0. 2份，升溫至7(T85°C反應(yīng)15-20分鐘；
在滴加缸中，加入有機溶劑15-20份，甲基丙烯酸甲酯9-18份，丙烯酸丁酯13-20，不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂5-15份，甲基丙烯酸1. 9-4. 5份，丙烯酸羥乙酯2. 73-4. 55份，鏈轉(zhuǎn)移劑O. 06-0. 18份，引發(fā)劑O. 12-0. 3份，攪拌均勻，于3 4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在80 85°C下繼續(xù)保溫1-3小時，降溫至50 60°C，加入2-5份胺類中和劑中和，得到環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂。所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙醇或十_■燒基硫醇。所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其中，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲
?；蚺嫉惗‰妗Ｋ龅沫h(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其中，所述胺類中和劑為三乙胺
或N，N-二甲基乙醇胺。所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其中，所述有機溶劑為丙二醇單
丁醚或二乙二醇單丁醚。一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂，其中，所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂是采用如上所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法制備得到的。一種如上所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的應(yīng)用，其中，將所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂用于制備涂料。有益效果本發(fā)明中通過化學(xué)改性的方法把環(huán)氧樹脂引入到水溶性丙烯酸樹脂鏈段上，從而把環(huán)氧樹脂耐化學(xué)品性能好、附著力好與丙烯酸樹脂耐候性好、玻璃化溫度可調(diào)、光澤性好等優(yōu)點結(jié)合起來，使其綜合性能更加優(yōu)異，更好的滿足市場的需求。


圖1為本發(fā)明中的不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂的制備流程。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其制備方法和應(yīng)用，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。環(huán)氧樹脂因含有極性高而不易水解的脂族羥基和醚鍵，成膜后“濕態(tài)”附著力強、耐化學(xué)品性好，且常用的環(huán)氧樹脂分子主鏈上剛性苯基和柔性羥基交替排列，成膜后有良好的耐溫性、尺寸穩(wěn)定性、物理機械性等特點。所以本發(fā)明中通過化學(xué)改性的方法把環(huán)氧樹脂引入到水溶性丙烯酸樹脂鏈段上，從而把環(huán)氧樹脂耐化學(xué)品性能好、附著力好與丙烯酸樹脂耐候性好、玻璃化溫度可調(diào)、光澤性好等優(yōu)點結(jié)合起來，使其綜合性能更加優(yōu)異，更好地滿足市場的需求。具體地，本發(fā)明是在丙烯酸單體自由基聚合的過程中引入可聚合的環(huán)氧樹脂，從而賦予了丙烯酸樹脂卓越的抗化學(xué)藥品性、附著性等。在本發(fā)明中所采用的環(huán)氧樹脂是自制不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂，其制備過程如圖1所示，其中η為2-10。所述不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂的制備過程中，所采用的環(huán)氧樹脂為Ε-44或Ε-51，所采用的不飽和酸為甲基丙烯酸或丙烯酸，所采用的催化劑為N，N-二甲基乙醇胺、四丁基溴化銨、三乙胺或三乙醇胺，所述采用的有機溶劑為正丁醇、二乙二醇單丁醚或丙二醇單丁醚。具體地，本發(fā)明所提供的`自制不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂其制備過程如下
在反應(yīng)釜中，預(yù)先加入環(huán)氧樹脂60 70份，有機溶劑10 15份，加熱至60 70V
下攪拌均勻后，升溫至100 120°C ;在滴加缸中，催化劑O. 3 O. 5份；不飽和酸10 15份；有機溶劑10 15份，攪拌均勻后，于I 3小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在100 120°C下繼續(xù)保溫反應(yīng)I 2小時，待體系酸值基本不發(fā)生變化時停止反應(yīng)，降溫至室溫，即制得不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂。本發(fā)明所提供的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂按重量份數(shù)計，由以下組分制成 不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂5 15份；甲基丙烯酸甲酯10 20份；丙烯酸丁酯15
25份；甲基丙烯酸2 5份；丙烯酸羥乙酯3 5份；鏈轉(zhuǎn)移劑O.1 O. 3份；引發(fā)劑O. 2
O.5份；胺類中和劑2 5份；有機溶劑45 55份。其中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑可以為巰基乙醇或十二烷基硫醇，所述引發(fā)劑可以為過氧化(二)苯甲酰(BPO)或偶氮二異丁腈(AIBN)。所述胺類中和劑可以為三乙胺或N，N-二甲基乙醇胺，所述有機溶劑可以為丙二醇單丁醚或二乙二醇單丁醚。所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備是用不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯單體、功能性單體和鏈轉(zhuǎn)移劑在有機溶劑中自由基共聚，然后用胺類中和劑中和，其具體步驟如下
在反應(yīng)釜中，加入有機溶劑3(Γ35份，甲基丙烯酸甲酯f 2份，丙烯酸丁酯2-5份，甲基丙烯酸O. 1-0. 5份，丙烯酸羥乙酯O. 27-0. 45份，鏈轉(zhuǎn)移劑O. 04-0. 12份，引發(fā)劑O. 08-0. 2份，升溫至7(T85°C反應(yīng)15-20分鐘；
在滴加缸中，加入有機溶劑15-20份，甲基丙烯酸甲酯9-18份，丙烯酸丁酯13-20，不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂5-15份，甲基丙烯酸1. 9-4. 5份，丙烯酸羥乙酯2. 73-4. 55份，鏈轉(zhuǎn)移劑O. 06-0. 18份，引發(fā)劑O. 12-0. 3份，攪拌均勻，于3 4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在80 85°C下繼續(xù)保溫1-3小時，降溫至50 60°C，加入2-5份胺類中和劑中和，得到環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂。通過本發(fā)明所提供的方法制備得到的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂具有如下優(yōu)點
(I)氣味小、對環(huán)境污染?。?2)優(yōu)異的耐化學(xué)品性、附著性；(3)優(yōu)良的耐鹽霧性、耐酸耐堿性。本發(fā)明中還提供所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的應(yīng)用，將所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂用于制備涂料。本發(fā)明中還提供一種用所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂制備而成涂料，所述涂料按重量份數(shù)計，包括以下組分
環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂40-60份，水性氨基樹脂5-15份，顏料20-40份，分散劑
O.4-0. 5份，潤濕劑O. 1-0. 3份，消泡劑O. 1-0. 2份，流平劑O. 1-0. 3份，去離子水10_20份。將上述材料依次加入到容器中，攪拌均勻即可得到所述涂料。此環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂與水性氨基樹脂配合使用，使用前用水稀釋分散，主要應(yīng)用于建筑金屬型材、玻璃的涂裝，使用時揮發(fā)物大部分為水，為環(huán)保型產(chǎn)品。采用所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂制備而成涂料經(jīng)過150°C烘 烤30分鐘后，水煮2小時漆膜不起泡，不脫落，耐鹽霧240h無異常變化，涂層耐酸性、耐堿性、耐水性、耐老化性優(yōu)異，其綜合性能優(yōu)異，具有較高的性價比，且本發(fā)明所述涂料是水溶性產(chǎn)品，具有環(huán)保優(yōu)勢。為了更詳盡的描述本發(fā)明的制備方法，以下列舉幾個實施例更進一步的說明。實施例1
制備不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂在反應(yīng)釜中，預(yù)先加入E-44環(huán)氧樹脂60份，正丁醇13份，加熱至70°C下攪拌均勻后，升溫至120°C ;在滴加缸中，N，N-二甲基乙醇胺O. 3份；甲基丙烯酸15份；正丁醇10份，攪拌均勻后，于I小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在100°C下繼續(xù)保溫反應(yīng)I小時，待體系酸值基本不發(fā)生變化時停止反應(yīng)，降溫至室溫，即制得不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂。在另一反應(yīng)釜內(nèi)，預(yù)先加入二乙二醇單丁醚30份；甲基丙烯酸甲酯1. 2份；丙烯酸丁酯2. 9份；甲基丙烯酸O. 3份；丙烯酸羥乙酯O. 39份；巰基乙醇O.1份；過氧化苯甲酰
O.2份，升溫至85°C反應(yīng)15分鐘。在滴加缸內(nèi)，加入二乙二醇單丁醚20份；甲基丙烯酸甲酯13. 8份；丙烯酸丁酯17.1份；自制不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂5份；甲基丙烯酸2. 8份；丙烯酸羥乙酯3. 76份；巰基乙醇O. 15份；過氧化苯甲酰O. 3份，攪拌均勻，于3 4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在80 85°C下繼續(xù)保溫I小時，降溫至50 60°C，加入2份N，N- 二甲基乙醇胺中和，得到環(huán)氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。實施例2制備不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂在反應(yīng)釜中，預(yù)先加入E-51環(huán)氧樹脂65份，二乙二醇單丁醚10份，加熱至65°C下攪拌均勻后，升溫至100°C ;在滴加缸中，四丁基溴化銨O. 4份；甲基丙烯酸10份；二乙二醇單丁醚12份，攪拌均勻后，于2小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在110°C下繼續(xù)保溫反應(yīng)1. 5小時，待體系酸值基本不發(fā)生變化時停止反應(yīng)，降溫至室溫，即制得不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂。在反應(yīng)釜內(nèi)，預(yù)先加入二乙二醇單丁醚35份；甲基丙烯酸甲酯2份；丙烯酸丁酯
3.9份；甲基丙烯酸O. 5份；丙烯酸羥乙酯O. 45份；巰基乙醇O. 12份；過氧化苯甲酰O. 08份，升溫至85°C反應(yīng)15分鐘。在滴加缸內(nèi)，加入二乙二醇單丁醚15份；甲基丙烯酸甲酯18份；丙烯酸丁酯14.1份；自制不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂10份；甲基丙烯酸4. 5份；丙烯酸羥乙酯4. 55份；巰基乙醇O. 18份；過氧化苯甲酰O. 12份，攪拌均勻，于3 4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在80 85°C下繼續(xù)保溫I小時，降溫至50 60°C，加入3. 2份N，N- 二甲基乙醇胺中和，得到環(huán)氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。實施例3
制備不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂在反應(yīng)釜中，預(yù)先加入E-44環(huán)氧樹脂70份，丙二醇單丁醚15份，加熱至60°C下攪拌均勻后，升溫至110°C;在滴加缸中，三乙胺O. 5份；丙烯酸12份；丙二醇單丁醚15份，攪拌均勻后，于3小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在120°C下繼續(xù)保溫反應(yīng)2小時，待體系酸值基本不發(fā)生變化時停止反應(yīng)，降溫至室溫，即制得不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂。在反應(yīng)釜內(nèi)，預(yù)先加入二乙二醇單丁醚30份；甲基丙烯酸甲酯1. 2份；丙烯酸丁酯2. 9份；甲基丙烯酸O. 3份；丙烯酸羥乙酯O. 27份；巰基乙醇O. 04份；過氧化苯甲酰O.1份，升溫至85°C反應(yīng)15分鐘。在滴加缸內(nèi)，加入二乙二醇單丁醚15份；甲基丙烯酸甲酯9. 8份；丙烯酸丁酯13.1份；自制不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂15份；甲基丙烯酸2. 8份；丙烯酸羥乙酯2. 73份；巰基乙醇O. 06份；過氧化苯甲酰O. 2份，攪拌均勻，于3 4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在80 85°C下繼續(xù)保溫I小時，降溫至50 60°C，加入2份N，N- 二甲基乙醇胺中和，得到環(huán)氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。實施例4
用實施例Γ3所得的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂分別用于制備涂料1，2，3，其中，涂料的配方如表I所示。表I 涂料的配方(kg)
權(quán)利要求
1.一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 在反應(yīng)釜中，加入有機溶劑3(Γ35份，甲基丙烯酸甲酯f 2份，丙烯酸丁酯2-5份，甲基丙烯酸O. 1-0. 5份，丙烯酸羥乙酯O. 27-0. 45份，鏈轉(zhuǎn)移劑O. 04-0. 12份，引發(fā)劑O. 08-0. 2份，升溫至7(T85°C反應(yīng)15-20分鐘； 在滴加缸中，加入有機溶劑15-20份，甲基丙烯酸甲酯9-18份，丙烯酸丁酯13-20，不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂5-15份，甲基丙烯酸1. 9-4. 5份，丙烯酸羥乙酯2. 73-4. 55份，鏈轉(zhuǎn)移劑O. 06-0. 18份，引發(fā)劑O. 12-0. 3份，攪拌均勻，于3 4小時內(nèi)滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，在80 85°C下繼續(xù)保溫1-3小時，降溫至50 60°C，加入2-5份胺類中和劑中和，得到環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為疏基乙醇或十二燒基硫醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰?。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述胺類中和劑為三乙胺或N，N- 二甲基乙醇胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為丙二醇單丁醚或二乙二醇單丁醚。
6.—種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂，其特征在于，所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂是采用如權(quán)利要求Γ5任一所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法制備得到的。
7.—種如權(quán)利要求6所述的環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的應(yīng)用，其特征在于，將所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂用于制備涂料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其制備方法和應(yīng)用，所述環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂的制備方法包括以下步驟在反應(yīng)釜中，加入有機溶劑，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸，丙烯酸羥乙酯，鏈轉(zhuǎn)移劑，引發(fā)劑，升溫反應(yīng)；在滴加缸中，加入有機溶劑，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，不飽和雙鍵封端的環(huán)氧樹脂，甲基丙烯酸，丙烯酸羥乙酯，鏈轉(zhuǎn)移劑，引發(fā)劑，攪拌均勻，滴加至反應(yīng)釜內(nèi)，保溫，降溫，加入胺類中和劑中和，得到環(huán)氧改性水溶性丙烯酸樹脂。通過化學(xué)改性的方法把環(huán)氧樹脂引入到水溶性丙烯酸樹脂鏈段上，使其綜合性能更加優(yōu)異，更好的滿足客戶的需求。
文檔編號C08F290/06GK103059235SQ20131003565
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者趙志輝 申請人:廣東銀洋樹脂有限公司