一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂及其水分散體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是屬于水性涂料領(lǐng)域，是一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂及其水分散體。其中一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂的配方中環(huán)氧樹脂3-20份，溶劑47-49份，丙烯酸類羧基單體3-6份，丙烯酸類羥基單體6-12份，其它丙烯酸類單體25-40份，引發(fā)劑1-5份，通過合成工藝得到水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其中樹脂的酸值在22-39mgKOH/g,丙烯酸固體樹脂的玻璃化溫度20-35℃，固含50-55％，黏度2000-5000cp。所得到的樹脂使用時加入中和劑，加水分散得到水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂分散體。該分散體再加入氨基樹脂，助劑等，制得玻璃清漆。
【專利說明】一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂及其水分散體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是屬于水性涂料領(lǐng)域，它是一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂及其水分散體。

【背景技術(shù)】
[0002]水性涂料是以水代替溶劑的，可以在很大程度上減少VOC的排放，從溶劑型漆的70%左右降低到20%以下，其環(huán)境可接受性大大高于溶劑型的涂料，并且節(jié)約石油資源，減少火災(zāi)隱患，改善操作環(huán)境。
[0003]無機非金屬材料包括陶瓷，玻璃等的涂料包括酒瓶，化妝品瓶，家具的平板玻璃，工藝品的玻璃的涂料在涂料市場占據(jù)很大的份額，原來的玻璃涂裝一直是以二甲苯，醋酸乙酯，醋酸丁酯等溶劑為稀釋劑溶劑型涂料，有很大的氣味，嚴重危害人的健康，并且很容易引發(fā)火災(zāi)，而水性涂料規(guī)避了這些風險，大大減少了 VOC的排放，以水代替溶劑也大大節(jié)約了石油資源，是一直環(huán)保的新型產(chǎn)品。
[0004]作為玻璃陶瓷燈無機非金屬材料用涂料的主要成膜物，樹脂起著決定性的作用。本發(fā)明即是這樣一種用于水性玻璃涂料的水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，可以很好的代替溶劑型的陶瓷、玻璃涂料用丙烯酸樹脂，其性能可以滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明屬于水性涂料領(lǐng)域，是一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂和樹脂水分散體。
[0006]一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，由以下組分合成，環(huán)氧樹脂3-20份，溶劑47-49份，丙烯酸類羧基單體3-6份，丙烯酸類羥基單體6-12份，其它丙烯酸類單體25-40份，引發(fā)劑1-5份。
[0007]一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂的配方中原料的優(yōu)選方案為環(huán)氧樹脂3-10份，溶劑47-49份，丙烯酸類羧基單體3-4份，丙烯酸類羥基單體8-9份，其它丙烯酸類單體32-38份，引發(fā)劑1_3份。
[0008]一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂的制備方法，其具體步驟為:
[0009](I)加入配方中的環(huán)氧樹脂3?20份，加入溶劑30-40份攪拌溶解并升溫至110-160。。；
[0010](2)按照配方量用3-4hr勻速滴加3?6份丙烯酸類羧基單體，6?12份丙烯酸類羥基單體，25?40份丙烯酸類其它單體與I?5份引發(fā)劑的50?70%的混合物，滴加完后將剩余引發(fā)劑分成3份，每小時加一份，最后繼續(xù)反應(yīng)3hr ；
[0011](3)降溫至80°C，加入剩余的9-19份溶劑，攪拌均勻，得到水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂。
[0012]其中樹脂的酸值在22-39mgKOH/g，固含50-55 %，黏度2000_5000cp，丙烯酸固體樹脂的玻璃化溫度20-35°C。
[0013]制備方法中原料的添加量也可采用優(yōu)選范圍。
[0014]一種環(huán)氧改性丙烯酸樹脂水分散體的制備方法，取100份所得樹脂加入5-9份中和劑，分散到100?200份水中，即可得到水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂的水分散體。
[0015]中和劑為N，N-二甲基乙醇胺，三乙胺，N-乙基嗎啉，氨水，AMP95 (2-氨基-2-甲基-1-丙醇)中的一種或者幾種。
[0016]根據(jù)實際應(yīng)用，再在水分散體中氨基樹脂，助劑等，可制得玻璃清漆。
[0017]所述環(huán)氧樹脂為雙酚A，雙酚F或者雙酚S型環(huán)氧樹脂，優(yōu)選雙酚A型環(huán)氧樹脂，更優(yōu)選當量500-3000的雙酚A型環(huán)氧樹脂，由于大量的羥基的存在，可提供樹脂好的附著力和氨基樹脂交聯(lián)點。
[0018]所述溶劑為乙二醇丁醚，丁醇，二乙二醇丁醚，丙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，丙二醇甲醚，異丙醇，仲丁醇，乙醇等水溶性醇醚類溶劑中的一種或幾種。
[0019]所述丙烯酸羧基單體為丙烯酸或甲基丙烯酸的一種或兩種，提供樹脂水溶性。
[0020]所述丙烯酸羥基單體為(甲基)丙烯酸羥乙酯，(甲基)丙烯酸羥丙酯的一種或幾種。
[0021]所述其它丙烯酸類單體為(甲基)丙烯酸丁酯，苯乙烯，甲基丙烯酸異冰片酯，甲基丙烯酸甲酯中的幾種。
[0022]所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酸，過氧化苯甲酰叔丁酯，二叔丁基過氧化物，二叔戊基過氧化物，過氧化氫異丙苯，過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯中的一種或兩種。
[0023]本發(fā)明優(yōu)點
[0024]本發(fā)明的主體是丙烯酸樹脂，加入環(huán)氧樹脂改性，提高了樹脂對基材的附著力，增加了跟氨基樹脂等交聯(lián)劑的交聯(lián)點，使所配制的漆具有更高的硬度和附著力，從而提高了漆的耐水性，耐溶劑性。
[0025]本發(fā)明將樹脂做成水溶性樹脂，以水為稀釋劑，大大降低了 VOC的排放，VOC從溶劑型漆的大概一半的量，改善了環(huán)境，降低了對人體的傷害，同時也降低了火災(zāi)的隱患。
[0026]所以本發(fā)明可以應(yīng)用于氨基樹脂，脲醛樹脂等交聯(lián)制成烘烤型玻璃涂料，具有好的硬度，附著力，耐水性，降低了溶劑型漆的VOC排放。

【具體實施方式】
[0027]實例I
[0028]環(huán)氧樹脂E123份，乙二醇丁醚25份，二乙二醇丁醚6份，異丙醇4份，加入反應(yīng)容器中，升溫至115°C溶解，將丙烯酸3份，丙烯酸丁酯10份，丙烯酸羥乙酯12份，甲基丙烯酸甲酯12份，苯乙烯同過氧化苯甲酯叔丁酯I份混合均勻，用3-4hr均勻滴加入反應(yīng)容器中，滴加完后分三次補加過氧化苯甲酸叔丁酯1.5份，最后保溫反應(yīng)3hr。降溫到80°C加入異丙醇13份，攪拌均勻即可。所得樹脂的酸值在22.8mgK0H/g,固含53%。黏度2400-3000厘伯.丙烯酸固體樹脂的理論玻璃化溫度25°C，所得到的樹脂使用時加入中和劑7份，分散到165份水中，再加入氨基樹脂30份，有機硅基材潤濕劑0.4份，攪拌均勻，使用時加氨基或環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑3份，可制得雙組分玻璃清漆，噴涂漆膜經(jīng)180°C 15min烘烤，硬度4H，附著力I級，耐水浸泡72hr，不起泡，耐酒精24hr，不起泡。所得玻璃清漆的VOC含量在20%以下。
[0029]實例2
[0030]環(huán)氧樹脂E128份，乙二醇丁醚25份二乙二醇丁醚6份，異丙醇4份，加入反應(yīng)容器中溶解，升溫至115°C，將丙烯酸5份，丙烯酸丁酯10份，丙烯酸羥乙酯8.5份，甲基丙烯酸甲酯13份苯乙烯10份，同過氧化苯甲酸1.2份混合均勻，用3-4hr均勻滴加入反應(yīng)容器中，滴加完后分三次補加過氧化苯甲酸叔丁酯1.5份，最后130°C保溫反應(yīng)3hr。降溫到80°C加入異丙醇13份，攪拌均勻即可。所得樹脂的酸值在37mgKOH/g，固含54.3%。黏度2400-3500厘伯.丙烯酸固體樹脂的理論玻璃化溫度31 °C，所得到的樹脂使用時加入中和劑7份，分散到190份水中，再加入氨基樹脂30份，有機硅基材潤濕劑0.4份，攪拌均勻，使用時加氨基或環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑3份，可制得雙組分玻璃清漆，噴涂漆膜經(jīng)180度15分鐘烘烤，硬度4H，附著力I級，耐水浸泡72hr，不起泡，耐酒精24hr，不起泡。所得玻璃清漆的VOC含量在20%以下。
[0031]實例3
[0032]環(huán)氧樹脂E125份，乙二醇丁醚25份二乙二醇丁醚6份，異丙醇4份，加入反應(yīng)容器中溶解，升溫至115°C，將丙烯酸4.5份，丙烯酸丁酯12份，丙烯酸羥乙酯9份，甲基丙烯酸甲酯12份苯乙烯12份，同過氧化苯甲酸I份混合均勻，用3-4hr均勻滴加入反應(yīng)容器中，滴加完后分三次補加過氧化苯甲酸叔丁酯1.5份，最后130°C保溫反應(yīng)3hr。降溫到80°C加入異丙醇13份，攪拌均勻即可。所得樹脂的酸值在33mgK0H/g，固含54%。黏度3500厘伯.丙烯酸固體樹脂的理論玻璃化溫度26°C，所得到的樹脂使用時加入中和劑7份，分散到180份水中，再加入氨基樹脂30份，有機硅基材潤濕劑0.4份，攪拌均勻，使用時加氨基或環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑3份，可制得雙組分玻璃清漆，噴涂漆膜經(jīng)180°C 15min烘烤，硬度4H，附著力I級，耐水浸泡72hr，不起泡，耐酒精24hr，不起泡。所得玻璃清漆的VOC含量在20%以下。
[0033]實例4
[0034]環(huán)氧樹脂E1410份，乙二醇丁醚30份，二乙二醇丁醚6份，加入反應(yīng)容器中溶解，升溫至145-150°C，開動攪拌，將丙烯酸5份，丙烯酸丁酯12份，丙烯酸羥乙酯9份，甲基丙烯酸甲酯10份苯乙烯10份，同二叔丁基過氧化物I份混合均勻，用3-4hr均勻滴加入反應(yīng)容器中，滴加完后分三次補加二叔丁基過氧化物1.5份，最后145-150°C保溫反應(yīng)3hr。降溫到80°C加入異丙醇13份，攪拌均勻即可。所得樹脂的酸值在36mgK0H/g，固含54.4%。黏度3500厘伯.丙烯酸固體樹脂的理論玻璃化溫度22°C，所得到的樹脂使用時加入中和劑7份，分散到180份水中，再加入氨基樹脂30份，有機硅基材潤濕劑0.4份，攪拌均勻，使用時加氨基或環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑3份，可制得雙組分玻璃清漆，噴涂漆膜經(jīng)180°C 15min烘烤，硬度4H，附著力I級，耐水浸泡72hr，不起泡，耐酒精24hr，不起泡。所得玻璃清漆的VOC含量在20%以下。
【權(quán)利要求】
1.一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:由以下組分合成，環(huán)氧樹脂3-20份，溶劑47-49份，丙烯酸類羧基單體3-6份，丙烯酸類羥基單體6-12份，其它丙烯酸類單體25-40份，引發(fā)劑1-5份。
2.如權(quán)利要求1所述之一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:由以下組分合成，環(huán)氧樹脂3-10份，溶劑47-49份，丙烯酸類羧基單體3-4份，丙烯酸類羥基單體8_9份，其它丙烯酸類單體32-38份，引發(fā)劑1-3份。
3.如權(quán)利要求1所述之水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂為雙酚A，雙酚F或者雙酚S型環(huán)氧樹脂。
4.如權(quán)利要求1所述之水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:配方中環(huán)氧樹脂為環(huán)氧當量500-3000的雙酚A型環(huán)氧樹脂。
5.如權(quán)利要求1所述之水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:溶劑為乙二醇丁醚，丁醇，二乙二醇丁醚，丙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，丙二醇甲醚，異丙醇，仲丁醇，乙醇等水溶性醇醚類溶劑中的一種或幾種。
6.如權(quán)利要求1所述之水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:丙烯酸羧基單體為丙烯酸或甲基丙烯酸的一種或兩種；丙烯酸羥基單體為(甲基)丙烯酸羥乙酯，(甲基)丙烯酸羥丙酯的一種或幾種。
7.如權(quán)利要求1所述之水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:其它丙烯酸類單體為(甲基)丙烯酸丁酯，苯乙烯，甲基丙烯酸異冰片酯，甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求1所述之水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂，其特征在于:引發(fā)劑為過氧化苯甲酸，過氧化苯甲酰叔丁酯，二叔丁基過氧化物，二叔戊基過氧化物，過氧化氫異丙苯，過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯中的一種或兩種。
9.一種水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂分散體，其特征在于:由權(quán)利要求1-8任一配方反應(yīng)得到的水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂100份，5?9份中和劑和100?200份水組成。
10.如權(quán)利要求9所述之水性環(huán)氧改性丙烯酸樹脂水分散體，其特征在于:中和劑為N，N-二甲基乙醇胺，三乙胺，N-乙基嗎啉，AMP95 (2-氨基-2-甲基-1-丙醇)中的一種或者幾種。
【文檔編號】C08F220/18GK104513344SQ201410735043
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】王英, 秦文 申請人:北京金匯利應(yīng)用化工制品有限公司