本發(fā)明屬于涂料的技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是一種自干型環(huán)氧基水溶性丙烯酸樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著國家環(huán)保政策的日益嚴格以及產(chǎn)業(yè)升級的要求，溶劑型樹脂將逐步退出行業(yè)舞臺，而水性樹脂將占據(jù)越來越重要的地位。用于戶外鋼結(jié)構(gòu)的水性防腐涂料的自干型水溶性丙烯酸樹脂，具有色淺、保光保色性優(yōu)，戶外耐候性優(yōu)的特點，是戶外鋼結(jié)構(gòu)面漆中重要的一類。
但是，目前市面上的自干型水溶性丙烯酸樹脂還存在不少問題，如干性差，防腐性能差。涂料企業(yè)一般是采用高玻璃化溫度的自干型水性丙烯酸樹脂或者提高涂料的PVC含量來提高干性，通過冷拼水性環(huán)氧樹脂來提高涂料的防腐性能。但是，通過提高樹脂玻璃化溫度來提高干性，往往使得涂膜的“濕附著力”下降，降低了防腐性能。通過提高涂料的PVC提高干性，PVC含量過大時，涂料成膜后致密度下降，降低了防腐性能，配方控制比較難；為解決涂膜防腐性能差的問題，涂料企業(yè)最通用的方法，是冷拼水性環(huán)氧樹脂。但是水性環(huán)氧樹脂和水性丙烯酸樹脂往往相溶性不好，冷拼后降低了涂膜的光澤，而且防腐性能改善不明顯。另外在儲存過程中，由于樹脂中胺的損失，水性丙烯酸樹脂PH值降低，將有一部分有機酸基團(羧基)產(chǎn)生，這些有機酸能和水性環(huán)氧樹脂端位的環(huán)氧基緩慢反應(yīng)，消耗掉環(huán)氧基，導致樹脂增稠，水溶性變差，“濕附著力”下降，防腐性下降。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對以上鋼結(jié)構(gòu)用自干型水性丙烯酸防腐涂料現(xiàn)有技術(shù)的描述，本發(fā)明要解決的問題是：以普通自干型水溶性丙烯酸樹脂配置的涂料，干性差、防腐性能差，而且此時干性和防腐性為互相矛盾的一對性能，很難同時解決；采用環(huán)氧冷拼改性的自干丙烯酸涂料光澤低、儲存性能差，且對防腐蝕性能改善效果不明顯。
本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
一種自干型環(huán)氧基水溶性丙烯酸樹脂，其特征在于由下列組成物及重量百分比組成：
所述高玻璃化溫度單體為甲甲酯、苯乙烯的任意一種或及其任意組合。所述低玻璃化溫度單體為丙丁酯、甲丁酯、丙乙酯的任意一種或及其任意組合。所述環(huán)氧基單體優(yōu)選地為甲基丙烯酸縮水甘油酯。所述高溫引發(fā)劑優(yōu)選過氧化苯甲酸叔丁酯。所述低溫引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈的任意一種或及其組合。所述溶劑為正丁醇、異丙醇、乙醇的任意一種或及其組合。所述中和劑為二乙醇胺、氨水、三乙氨、二甲基乙醇胺的任意一種或及其組合。所述助溶劑為乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚的任意一種或及其組合。一種自干型環(huán)氧基水溶性丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)將全部的高玻璃化溫度單體、低玻璃化溫度單體、丙烯酸、環(huán)氧乙烯單體以及全部的低溫引發(fā)劑混合均勻，稱為A；
(2)將溶劑和助溶劑投入反應(yīng)釜，開攪拌升溫到回流，然后往反應(yīng)釜加入50％的高溫引發(fā)劑；
(3)加入高溫引發(fā)劑15分鐘后開始滴加A，滴加時間為2.5小時～3小時；
(4)滴完后，保溫2-3小時；
(5)保溫完畢，往反應(yīng)釜內(nèi)補加剩余的50％的高溫引發(fā)劑；
(6)補加完后保溫2-3小時；
(7)降溫至60℃，在充分攪拌下加入中和劑中和，在高剪切力下加入去離子水，過濾出料即得到本發(fā)明的水溶性丙烯酸樹脂。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明通過精心挑選單體，合理選擇引發(fā)劑和反應(yīng)溫度，合理設(shè)計水溶性丙烯酸樹脂的玻璃化溫度，采用高、低溫引發(fā)劑搭配使用，采用高溫引發(fā)劑打底等技術(shù)手段，消除聚合的誘導期，使單體在聚合時更加的“饑餓”，使單體更加均勻的聚合在高分子鏈上，改善了分子結(jié)構(gòu)；本發(fā)明通過以上技術(shù)手段，保證了在整個單體滴加過程中自由基濃度相對穩(wěn)定，使制得的丙烯酸樹脂分子量分布更加窄。本發(fā)明采環(huán)氧基乙烯單體化學改性，制得了一種自干型環(huán)氧基水溶性丙烯酸樹脂?；瘜W改性后，依賴環(huán)氧基對底材的優(yōu)異的親和力，使得樹脂對底材的“濕附著力”大大增強，從而最終大大的改善了樹脂的防腐蝕性能；改性后丙烯酸分子對防腐顏料的親和力提高，更好的包裹防腐顏料，降低涂膜的透氣透水性，從而延緩水和腐蝕離子自涂膜表面通過漆膜達到底材的時間，進一步提高防腐性?；瘜W改性后環(huán)氧基處于高分子鏈的中段，和冷拼改性比較(冷拼改性環(huán)氧基處于水性環(huán)氧樹脂的端位)，降低了環(huán)氧基與儲存過程中產(chǎn)生的羧基的反應(yīng)活性，從而大大延長了儲存性能。
通過以上兩個方面的技術(shù)手段，本發(fā)明制得的自干型環(huán)氧基水性丙烯酸樹脂，干性和防腐蝕性能都非常優(yōu)異，而且儲存性能優(yōu)異。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進一步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。
下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或廠商提供的條件進行。
實施例1
將375g的甲甲酯、115g的丙丁酯、110g的丙烯酸、90g的甲基丙烯酸縮水甘油酯、12g的偶氮二異丁腈混合均勻，稱為A；將113g異丙醇溶劑和110g丙二醇甲醚助溶劑加入2000mL四口燒瓶，同時開動攪拌和加熱，升溫至回流后往燒瓶加入1.5g引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯；15分鐘后開始滴加A，用2.5-3小時滴完，然后保溫2-3小時；保溫完畢后往燒瓶內(nèi)補加1.5g引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯，然后保溫2-3小時；降溫至60℃，在充分攪拌下加入112.5g中和劑中和，在高剪切力下加入去450g離子水，過濾出料。
實施例2
將300g的甲甲酯、90g苯乙烯、100g的丙乙酯、110g的丙烯酸、110g的甲基丙烯酸縮水甘油酯、12g的偶氮二異丁腈混合均勻，稱為A；將113g異丙醇溶劑和110g丙二醇甲醚助溶劑加入2000mL四口燒瓶，同時開動攪拌和加熱，升溫至回流后往燒瓶加入1.5g引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯；15分鐘后開始滴加A，用2.5-3小時滴完，然后保溫2-3小時；保溫完畢后往燒瓶內(nèi)補加1.5g引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯，然后保溫2-3小時；降溫至60℃，在充分攪拌下加入112.5g中和劑中和，在高剪切力下加入去450g離子水，過濾出料。
實施例3
將360g的甲甲酯、120g的甲丁酯、110g的丙烯酸、100g的甲基丙烯酸縮水甘油酯、12g的偶氮二異丁腈混合均勻，稱為A；將113g異丙醇溶劑和110g丙二醇甲醚助溶劑加入2000mL四口燒瓶，同時開動攪拌和加熱，升溫至回流后往燒瓶加入1.5g引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯；15分鐘后開始滴加A，用2.5-3小時滴完，然后保溫2-3小時；保溫完畢后往燒瓶內(nèi)補加1.5g引發(fā)劑過氧化苯甲酸叔丁酯，然后保溫2-3小時；降溫至60℃，在充分攪拌下加入112.5g中和劑中和，在高剪切力下加入去450g離子水，過濾出料。
采用以上實施例的水溶性丙烯酸樹脂配置水性鋼結(jié)構(gòu)防腐白漆，在馬口鐵板上成膜，干膜厚為30微米，測試性能見表1：
表1樹脂性能測試
以上是以實施例樹脂配置的常溫自干水性鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料做測試得到的樹脂性能。測試結(jié)果表明，該樹脂干性好、防腐性能佳、儲存性能佳，綜合性能優(yōu)異。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。