一種高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水溶性丙烯酸樹(shù)脂領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯 fe樹(shù)脂。
【背景技術(shù)】
[0002] 水溶性樹(shù)脂通常是通過(guò)將產(chǎn)物中的親水性基團(tuán)，如羧基、羥基、氨基、醚基、酰胺基 等，中和成鹽后加入純凈水而制得，可以在很大程度上減少VOC的排放，其環(huán)境可接受性大 大高于溶劑型樹(shù)脂，并且節(jié)約并且節(jié)約石油資源，減少火災(zāi)隱患，改善操作環(huán)境。
[0003] 無(wú)機(jī)非金屬材料如LED燈管、酒瓶、家具的平板玻璃等所用的涂料在涂料市場(chǎng)占 據(jù)很大的份額，原來(lái)的LED燈管涂料一直是以二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環(huán)己酮等有機(jī) 溶劑為稀釋劑的溶劑型涂料，有很大的氣味，嚴(yán)重危害人的健康，并且很容易引發(fā)火災(zāi)，而 水溶性涂料規(guī)避了這些風(fēng)險(xiǎn)，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，是一種環(huán)保的新型產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決使用溶劑型涂料時(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題，提供一種高性能環(huán)保型 水溶性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂，該環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂屬于水溶性樹(shù)脂，以水為稀釋劑，有利于減少 VOC的排放，避免發(fā)生火災(zāi)，減少對(duì)人體健康的危害。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下。
[0006] 本發(fā)明提供的高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂由以下原料按照以下重量份 合成而得：溶劑42-45份、引發(fā)劑0. 5-1. 2份、丙烯酸類(lèi)羧基單體3-8份、丙烯酸類(lèi)羥基單體 0. 6-2. 5份、其他丙烯酸類(lèi)單體28-37份、環(huán)氧酯中間體5-10份、中和劑1. 5-3份和純凈水 8-12 份； 其中，所述環(huán)氧酯中間體由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑28-31份、科赫酸 18-23份、環(huán)氧樹(shù)脂48-52份、催化劑0. 3-0. 6份和阻聚劑0. 2-0. 5份。
[0007] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧酯中間體由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑28-31份、 科赫酸18-21份、環(huán)氧樹(shù)脂48-50份、催化劑0. 3-0. 5份和阻聚劑0. 2-0. 4份。
[0008] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑42-45 份、引發(fā)劑〇. 5-1. 0份、丙烯酸類(lèi)羧基單體3-6份、丙烯酸類(lèi)羥基單體0. 6-2. 0份、其他丙烯 酸類(lèi)單體28-35份、環(huán)氧酯中間體5-8份、中和劑1. 5-2. 5份和純凈水8-12份。
[0009] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧當(dāng)量為500-3000的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂或者雙酚F型 環(huán)氧樹(shù)脂。
[0010] 優(yōu)選的，所述溶劑為乙二醇乙醚、丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、異丙醇、仲丙醇 和乙醇中的一種或幾種。
[0011] 優(yōu)選的，所述丙烯酸類(lèi)羧基單體為丙烯酸或者甲基丙烯酸中的一種或兩種。
[0012] 優(yōu)選的，所述丙烯酸類(lèi)羥基單體為甲基丙烯酸羥乙酯或者甲基丙烯酸羥丙酯中的 一種或兩種。
[0013] 優(yōu)選的，所述其他丙烯酸類(lèi)單體為甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸 異冰片酯和苯乙烯中的一種或幾種。
[0014] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過(guò)氧化苯甲酸、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、二叔丁基過(guò)氧化物、 二叔戊基過(guò)氧化物、過(guò)氧化氫異丙苯和過(guò)氧化（2-乙基己酸）叔丁酯中的一種或幾種。
[0015] 優(yōu)選的，所述中和劑為N，N-二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和氨 水中的一種或幾種。
[0016] 本發(fā)明提供的高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂的合成步驟如下： (1) 將溶劑按份量分為第一份溶劑和第二份溶劑，其中，第一份溶劑的量為合成環(huán)氧 酯中間體所需溶劑總量的50-70%，第二份溶劑的量為合成環(huán)氧酯中間體所需溶劑總量的 30-50% ;按配比在反應(yīng)釜中加入科赫酸和第一份溶劑，攪拌均勻并升溫至100-130°C ;按照 配方將環(huán)氧樹(shù)脂、第二份溶劑、阻聚劑和催化劑混合均勻，得到第一混合液；向反應(yīng)釜中勻 速滴加第一混合液，滴加時(shí)間為l_2h ;滴加完第一混合液后，繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后降溫 至70°C以下，得到環(huán)氧酯中間體； (2) 按照配比，將引發(fā)劑、丙烯酸類(lèi)羧基單體、丙烯酸類(lèi)羥基單體、其他丙烯酸類(lèi)單體和 環(huán)氧酯中間體均勻混合，得到第二混合液，其中，第二混合液中引發(fā)劑的量為合成環(huán)氧丙烯 酸樹(shù)脂所需引發(fā)劑總量的50-60% ;在另一反應(yīng)釜中按配比加入溶劑，攪拌加熱至80°C，然 后向該反應(yīng)釜中勻速滴加三分之一的第二混合液；當(dāng)溫度上升至110-120 °C時(shí)，將剩余的 第二混合液用2. 5h勻速滴加入反應(yīng)釜內(nèi)；滴加完第二混合液后，將剩余的引發(fā)劑分為5份， 每隔10分鐘向反應(yīng)釜內(nèi)加1份；加完引發(fā)劑后繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后，抽真空，蒸出反應(yīng) 釜內(nèi)50-60%的溶劑；降溫，并按配比滴加中和劑和純凈水的混合物，最后向反應(yīng)釜中按上 一步所蒸出的溶劑的量補(bǔ)加溶劑，并攪拌均勻，最終得到本發(fā)明提供的高性能環(huán)保型水溶 性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂。
[0017] 本發(fā)明的有益效果： (1)合成本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂的原料使用了環(huán)氧酯中間體，該環(huán)氧酯中間體 是環(huán)氧樹(shù)脂經(jīng)過(guò)科赫酸改性之后而制得的，以環(huán)氧酯中間體為原料合成環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂可 以提供環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂對(duì)基材的附著力，增加環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂與氨基樹(shù)脂等交聯(lián)劑的交聯(lián) 點(diǎn)，使所配制的水性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。
[0018] (2)本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂為水溶性樹(shù)脂，以水為稀釋劑，大大降低了 VOC 的排放，改善了環(huán)境，降低了施工時(shí)對(duì)人體健康的傷害，同時(shí)也降低了火災(zāi)的隱患。
[0019] (3)本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂可與氨基樹(shù)脂等交聯(lián)制成低溫烘烤型玻璃漆， 具有良好的附著力和耐水性。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，以下列舉的實(shí)施例僅代表一種或幾種最佳實(shí)施方 式，不應(yīng)該構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021] 實(shí)施例1 : 按配比在反應(yīng)釜中加入18份科赫酸和18份丁醇，攪拌均勻并升溫至KKTC ;按照配方 將50份環(huán)氧當(dāng)量為1500的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、12份丁醇、0. 2份阻聚劑和0. 5份催化劑混 合均勻，得到第一混合液；向反應(yīng)釜中勻速滴加第一混合液，滴加時(shí)間為1-2h ;滴加完第一 混合液后，繼續(xù)反應(yīng)3h;反應(yīng)結(jié)束后降溫至70°C以下，得到環(huán)氧酯中間體。
[0022] 按照配比，將0. 5份過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、3份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、1. 5份甲基 丙烯酸羥乙酯、14份丙烯酸丁酯、16份甲基丙烯酸甲酯和8份環(huán)氧酯中間體均勻混合，得到 第二混合液；在另一反應(yīng)釜中按配比加入42份丁醇，攪拌加熱至80°C，然后向該反應(yīng)釜中 勻速滴加三分之一的第二混合液；當(dāng)溫度上升至114°C時(shí)，將剩余的第二混合液用2. 5h勻 速滴加入反應(yīng)釜內(nèi)；滴加完第二混合液后，將另外的0. 4份過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯分為5份， 每隔10分鐘向反應(yīng)釜內(nèi)加1份；加完引發(fā)劑后繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后，抽真空，蒸出20 份丁醇；降溫，并按配比滴加由1. 2份氨水、0. 5份N，N-二甲基乙醇胺和10份純凈水組成 的混合物，最后向反應(yīng)釜中補(bǔ)加23份丁醇，并攪拌均勻，最終得到本發(fā)明提供的高性能環(huán) 保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂。
[0023] 得到的高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂的酸值為54. 3mg KOH/g，固含量為 40. 2%，粘度為1800mps，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為27°C。
[0024] 實(shí)施例2 : 按配比在反應(yīng)釜中加入20份科赫酸和15份丁醇，攪拌均勻并升溫至KKTC ;按照配方 將49份環(huán)氧當(dāng)量為2000的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、15份丁醇、0. 4份阻聚劑和0. 4份催化劑混 合均勻，得到第一混合液；向反應(yīng)釜中勻速滴加第一混合液，滴加時(shí)間為l_2h ;滴加完第一 混合液后，繼續(xù)反應(yīng)3h;反應(yīng)結(jié)束后降溫至70°C以下，得到環(huán)氧酯中間體。
[0025] 按照配比，將0.5份過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、4份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、2份甲基丙 烯酸羥乙酯、15份丙烯酸丁酯、16. 5份甲基丙烯酸甲酯和7份環(huán)氧酯中間體均勻混合，得到 第二混合液；在另一反應(yīng)釜中按配比加入43份丁醇，攪拌加熱至80°C，然后向該反應(yīng)釜中 勻速滴加三分之一的第二混合液；當(dāng)溫度上升至ll〇°C時(shí)，將剩余的第二混合液用2. 5h勻 速滴加入反應(yīng)釜內(nèi)；滴加完第二混合液后，將另外的0. 5份過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯分為5份， 每隔10分鐘向反應(yīng)釜內(nèi)加1份；加完引發(fā)劑后繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后，抽真空，蒸出22 份丁醇；降溫，并按配比滴加由1. 5份氨水、I. 0份N，N-二甲基乙醇胺和9份純凈水組成的 混合物，最后向反應(yīng)釜中補(bǔ)加24份丁醇，并攪拌均勻，最終得到本發(fā)明提供的高性能環(huán)保 型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹(shù)脂。
[0026] 得