水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于工業(yè)乳液領域，具體涉及一種水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液及其制備方 法。
【背景技術】 溶劑型涂料，由于使用大量揮發(fā)性有機化合物（V0C)作溶劑，使用時溶劑揮發(fā)到空氣 中，不僅污染環(huán)境，而且浪費資源，已引起社會的廣泛關注。隨著人民生活水平的提高，人民 對環(huán)境、安全、健康、可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排和清潔生產的關注度進一步提高，各國環(huán)保法規(guī) 要求的進一步嚴格，水性涂料取代溶劑型涂料勢在必行。在此背景下，各類溶劑型涂料的水 性化研究越來越受到人們的高度重視，水性涂料以水代替有機溶劑，使用安全、無毒，保障 了生產和施工人員的身體健康，消除了有機溶劑對環(huán)境的污染，即節(jié)約石油資源，又避免了 揮發(fā)性有機化合物對大氣的污染，達到保護生態(tài)環(huán)境的目的，因此開發(fā)水性涂料是未來涂 料工業(yè)的發(fā)展方向。水性涂料的質量和環(huán)保性能取決于聚合物乳液的性能，因此，水性涂料 的關鍵技術是高性能聚合物乳液的開發(fā)及產業(yè)化應用。
[0002] 水性環(huán)氧涂料具有溶劑含量極少、不易燃、易加工、固化快、附著力強、涂裝后的設 備易清洗等優(yōu)點，而獲得廣泛應用，成為目前水性涂料中的重要品種，但是目前大多數(shù)國內 企業(yè)由于合成工藝及單體不同，環(huán)氧樹脂乳液也多種多樣，但是性能卻千差萬別，較少開發(fā) 高性能環(huán)氧樹脂乳液，或者雖已開發(fā)環(huán)氧樹脂乳液，其性能尚不能達到工業(yè)涂料的性能要 求，仍存在一些問題：韌性差、強度低、附著力差和耐水性差的缺點。由于其性能不如國外的 產品，缺乏市場競爭力，因此急需研制出一種高性能的環(huán)氧樹脂乳液。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的提供一種韌性、耐水性和力學性能好的水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液及 其制備方法。
[0004] 本發(fā)明的技術方案為：水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，按重量份計，該乳液由以下組分 制成：環(huán)氧樹脂56-60份，丙烯酸丁酯7-20份，苯乙烯1-2份，丙二醇甲醚3-5份，復配乳化 劑4-7. 5份，引發(fā)劑0. 2-0. 4份、去離子水50-70份，pH調節(jié)劑1-5份，助劑1-5份。
[0005] 所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型的E-51、E-44、E-42、E-35中的一種。
[0006] 所述復配乳化劑為非離子乳化劑、陰離子乳化劑、陰離子反應性乳化劑按質量比 2-4:1-2:1-1. 5比例的混合物，其中所述陰離子乳化劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，所述 非離子乳化劑選用聚乙二醇硬脂酸酯，所述陰離子反應性乳化劑選用廣州市卓能貿易有限 公司生產的反應性乳化劑NRS-138或反應性乳化劑NRS-10。
[0007] 所述引發(fā)劑為過硫酸銨。
[0008] 所述助劑為脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、脂肪醇聚氧乙烯醚或N-羥甲基丙烯酰胺。
[0009] 所述PH調節(jié)劑為乙醇胺。
[0010] 一種制備水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液的方法，此方法包括以下步驟：將復配乳化劑 與去離子水加入到反應器中攪拌均勻，再將環(huán)氧樹脂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙二醇甲醚加 入反應器中攪拌均勻，然后加熱至80-85°C，控制在2-2. 5h內緩慢滴加引發(fā)劑，再加入助劑 及pH調節(jié)劑控制溫度在90-95Γ下2. 5-3h，即得水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液。
[0011] 有益效果： 本發(fā)明聚合物乳液具有良好的力學性能、附著力強、耐水性、韌性好、耐磨性；制備方法 簡單可行，合成過程易于控制，原料易得，成本較低，適用于工業(yè)化生產。
[0012]
【具體實施方式】： 實施例1 水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，按重量份計，稱取以下各個組分：環(huán)氧樹脂56份，丙烯酸丁 酯7份，苯乙烯1份，丙二醇甲醚3份，復配乳化劑4份，引發(fā)劑0. 2份、去離子水50份，pH 調節(jié)劑1份，助劑1份。
[0013]環(huán)氧樹脂為雙酚A型的E-51。引發(fā)劑為過硫酸銨，PH調節(jié)劑為乙醇胺，助劑為脂 肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨。復配乳化劑為非離子乳化劑、陰離子乳化劑、陰離子反應性乳化劑 按質量比2:1:1比例的混合物，其中所述陰離子乳化劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，所 述非離子乳化劑選用聚乙二醇硬脂酸酯，所述陰離子反應性乳化劑選用廣州市卓能貿易有 限公司生產的反應性乳化劑NRS-138。
[0014] 一種制備水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液的方法，此方法包括以下步驟：將復配乳化劑 與去離子水加入到反應器中攪拌均勻，再將環(huán)氧樹脂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙二醇甲醚加 入反應器中攪拌均勻，然后加熱至80°C，控制在2h內緩慢滴加引發(fā)劑，再加入助劑及pH調 節(jié)劑控制溫度在90-95°C下2. 5h，即得。
[0015] 實施例2 水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，按重量份計，稱取以下各個組分：環(huán)氧樹脂60份，丙烯酸丁 酯20份，苯乙烯2份，丙二醇甲醚5份，復配乳化劑7. 5份，引發(fā)劑0. 4份、去離子水70份， pH調節(jié)劑5份，助劑5份。
[0016]環(huán)氧樹脂為雙酚A型的E-44。引發(fā)劑為過硫酸銨，PH調節(jié)劑為乙醇胺，助劑為脂肪 醇聚氧乙烯醚。復配乳化劑為非離子乳化劑、陰離子乳化劑、陰離子反應性乳化劑按質量比 4:2:1. 5比例的混合物，其中所述陰離子乳化劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，所述非離子 乳化劑選用聚乙二醇硬脂酸酯，所述陰離子反應性乳化劑選用廣州市卓能貿易有限公司生 產的反應性乳化劑NRS-138。
[0017] -種制備水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液的方法，此方法包括以下步驟：將復配乳化劑 與去離子水加入到反應器中攪拌均勻，再將環(huán)氧樹脂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙二醇甲醚加 入反應器中攪拌均勻，然后加熱至85°C，控制在2. 5h內緩慢滴加引發(fā)劑，再加入助劑及pH 調節(jié)劑控制溫度在95°C下3h，即得。
[0018] 實施例3 水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，按重量份計，稱取以下各個組分：環(huán)氧樹脂58份，丙烯酸丁 酯14份，苯乙烯1. 5份，丙二醇甲醚4份，復配乳化劑5. 7份，引發(fā)劑0. 3份、去離子水60 份，pH調節(jié)劑3份，助劑3份。
[0019]環(huán)氧樹脂為雙酚A型的E-35。引發(fā)劑為過硫酸銨，PH調節(jié)劑為乙醇胺，助劑為N-羥甲基丙烯酰胺。復配乳化劑為非離子乳化劑、陰離子乳化劑、陰離子反應性乳化劑按質 量比3:1. 5:1. 2比例的混合物，其中所述陰離子乳化劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，所 述非離子乳化劑選用聚乙二醇硬脂酸酯，所述陰離子反應性乳化劑選用廣州市卓能貿易有 限公司生產的反應性乳化劑NRS-10。
[0020] 一種制備水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液的方法，此方法包括以下步驟：將復配乳化劑 與去離子水加入到反應器中攪拌均勻，再將環(huán)氧樹脂、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙二醇甲醚加 入反應器中攪拌均勻，然后加熱至83°C，控制在2h內緩慢滴加引發(fā)劑，再加入助劑及pH調 節(jié)劑控制溫度在93°C下3h，即得。
[0021] 實施例4 在塑料表面測試：將實施例1-3制得的乳液分別使用4#線棒，涂布在PET基材上， 110°C烘干10S，使用3M膠帶拉扯，涂膜均無脫落。
[0022] 在金屬表面測試：將實施例1-3制得的乳液分別涂抹在馬口鐵上，70°C烘烤2h成 膜，其涂膜均顯示透明光滑，耐沾污性好，在-2〇°C16h、室溫8h，循環(huán)6次無明細變化，硬度 為H〇
[0023] 進一步將本發(fā)明的產品與國內同類產品標按國家涂料標準測試，測試結果如下表 1 :表1
1、附著力測試：GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》；2、外觀透明度測 試：GB/T1721-2008《清漆、清油及稀釋劑外觀和透明度測定法》；3、穩(wěn)定性測試：乳液 放進50°C恒溫烘箱靜置兩周，觀察乳液穩(wěn)定性；4、耐溶劑測試：GB/T23989-2009《涂料 耐溶劑擦拭性測定法》；5、V0C含量測試：HJ/T201-2005《中華人民共和國環(huán)境保護行 業(yè)標準》； 6、 耐沖擊性按GB1732-79《漆膜耐沖擊測定法》； 7、 杯突試驗按GB/T9753-88《色漆和清漆杯突試驗》； 8、 柔韌性按GB/T1731-93《漆膜柔韌性測定法》； 耐水性按GB1733-93《中華人民共和國國家標準漆膜耐水性測定法》。對比例1，東莞 廣通化工制品有限公司，BH-620 ;對比例2,北京市前門化工原料有限公司，CYDW-100,對比 例3,深圳市楠帝化工有限公司，BH-122A。從上表可以看出本發(fā)明產品比同類水性產品在 附著力和穩(wěn)定性上具有明顯優(yōu)勢，在環(huán)保上明顯優(yōu)于溶劑型產品。
【主權項】
1. 水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，其特征在于按重量份計，該乳液由以下組分制成：環(huán)氧 樹脂56-60份，丙烯酸丁酯7-20份，苯乙烯1-2份，丙二醇甲醚3-5份，復配乳化劑4-7. 5 份，引發(fā)劑〇. 2-0. 4份、去離子水50-70份，pH調節(jié)劑1-5份，助劑1-5份。2. 根據(jù)權利要求1所述的水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，其特征在于：所述環(huán)氧樹脂為雙 酚A型的E-51、E-44、E-42、E-35 中的一種。3. 根據(jù)權利要求1所述的水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，其特征在于：所述復配乳化劑為 非離子乳化劑、陰離子乳化劑、陰離子反應性乳化劑按質量比2-4:1-2:1-1. 5比例的混合 物，其中所述陰離子乳化劑選用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，所述非離子乳化劑選用聚乙二 醇硬脂酸酯，所述陰離子反應性乳化劑選用廣州市卓能貿易有限公司生產的反應性乳化劑 NRS-138或反應性乳化劑NRS-10。4. 根據(jù)權利要求1所述的水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，其特征在于：所述引發(fā)劑為過硫 酸銨。5. 根據(jù)權利要求1所述的水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，其特征在于：所述助劑為脂肪醇 聚氧乙烯醚硫酸銨、脂肪醇聚氧乙烯醚或N-羥甲基丙烯酰胺。6. 根據(jù)權利要求1所述的水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液，其特征在于：所述PH調節(jié)劑為乙 醇胺。7. -種制備權利要求1所述的水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液的方法，其特征在于此方法包 括以下步驟：將復配乳化劑與去離子水加入到反應器中攪拌均勻，再將環(huán)氧樹脂、丙烯酸丁 酯、苯乙烯、丙二醇甲醚加入反應器中攪拌均勻，然后加熱至80-85Γ，控制在2-2. 5h內緩 慢滴加引發(fā)劑，再加入助劑及pH調節(jié)劑控制溫度在90-95Γ下2. 5-3h，即得水性涂料用環(huán) 氧樹脂乳液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水性涂料用環(huán)氧樹脂乳液及其制備方法，按重量份計，該乳液由以下組分制成：環(huán)氧樹脂56-60份，丙烯酸丁酯7-20份，苯乙烯1-2份，丙二醇甲醚3-5份，復配乳化劑4-7.5份，引發(fā)劑0.2-0.4份、去離子水50-70份，pH調節(jié)劑1-5份，助劑1-5份。本發(fā)明聚合物乳液具有良好的力學性能、附著力強、耐水性、韌性好、耐磨性；制備方法簡單可行，合成過程易于控制，原料易得，成本較低，適用于工業(yè)化生產。
【IPC分類】C08F2/30, C08F2/26, C09D151/08, C08F220/18, C08F283/10, C08F212/08, C09D7/12, C09D5/16
【公開號】CN105419551
【申請?zhí)枴緾N201510853826
【發(fā)明人】何晨旭
【申請人】何晨旭, 宿遷嶸錦信息科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月30日