[发明专利]一种新型的水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及脂环族环氧树脂，具体涉及一种新型的水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液及其制备方法。

背景技术

随着现代科学技术及现代工业的发展，环境污染给人们赖以生存的地球及人类本身造成了极大的威胁。世界环保法规的日益完善，使排放挥发性有机物的传统溶剂型涂料受到了极大的冲击，而以水性涂料、紫外光固化涂料、高同体分涂料和粉末涂料为代表的环保型绿色涂料则应运而生，成为人们关注和研究的热点。我国于1989年12月颁布了环境保护法，促使水性涂料的研究、开发与应用迅速发展。水性涂料的最大特点是以水为主要溶剂，不仅降低了生产成本，大大减少环境污染，并且还具有防火、易于运输和储存等特点，因此有着广阔的应用前景。未来五年，水性涂料特别是功能性水性涂料在中国市场的占有率能达到60％左右。

新型的水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液，其固化物具有以下特点：①未添加有机溶剂，节省能源，不会造成环境污染；②较高的膜硬度、压缩与拉伸强度；③长期暴置在高温条件下仍能保持良好的力学性能；④耐化学电弧性、耐紫外光老化性能及耐气候性较好。传统的双酚A型环氧树脂涂料，因分子中含有芳香基团，使得同化后的涂层易在外界环境下产生黄变现象，即耐候性、耐老化性较差。水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液避免传统溶剂型涂料对环境的污染，同时克服现有双酚A型环氧树脂耐候性、耐湿热性差等缺点，非常适合于用作高档电器塑料外壳、玩具以及高档建筑外墙的涂料、水性光固化油墨与印染助剂及工业漆、木器漆等，且其性能优良，制备工艺简单，生产成本较低，是具有广阔市场前景的环境友好型材料。

浙江安邦新材料发展有限公司专利(申请号：200610049898.7，公开号：CN101037530A)所述的水性丙烯酸环氧乳液是以双酚A环氧树脂为原料得到的，由其制得的涂料耐候性、耐老化性均较差。华东理工大学专利(申请号：201110189918.1，公开号：CN102358717A)所述的脂环族环氧丙烯酸酯预聚物为单聚体，非共聚体脂环族环氧乳液。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的、水溶性好的丙烯酸改性脂环族环氧乳液，其粒径细、高光泽，具有优良的耐候性和抗同粘性，避免传统溶剂型涂料对环境的污染，同时克服现有双酚A型环氧树脂耐候性、耐湿热性差等缺点，较适合于用作高档电器塑料外壳、玩具以及高档建筑外墙的涂料、水性光固化油墨与印染助剂及工业漆、木器漆等。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：采用丙烯酸改性脂环族环氧树脂，以水为溶剂，制得一种新型的水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液。

本发明中的新型的水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液，其特征在于制备方法包括以下几个步骤：

1)取原料脂环族环氧树脂，另取环氧树脂重量10％的交联单体和1％-2％的聚合度调节剂、丙烯酸及丙烯酸单体，混合均匀；

2)将乳化剂和PH调节剂按一定量溶于纯水中，加入到装有搅拌器和温度计的反应器内，搅拌预热至55℃时，将步骤1)中溶液加入到反应容器，回流保温1h；

3)将1/4步骤2)中溶液和环氧树脂重量1％-2％的引发剂的1/4加入到装有搅拌器、温度计和恒压滴液漏斗的反应器中，升温至82℃，发蓝光时开始滴加剩余步骤2)中溶液，每滴完1/4步骤2)中溶液，补加1/4的引发剂，于8h内滴加完，回流保温1h；

4)反应结束后降至室温，调PH值至8，同时加入环氧树脂重量2％的阳离子光引发剂。

按上述方案，一种新型的水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液的制备方法，其特征在于所述的作为原料的脂环族环氧树脂，可以为如下(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)所示的任意一种或几种：

(1)4-乙烯基环氧环己烷

(2)3，4-环氧环己基甲基异丁烯酸酯

(3)3，4-环氧环己基丙烯酸6-甲氧基己酯

(4)4，5-环氧环己基邻二甲酸丙烯酯

(5)4，5-环氧环己基邻二甲酸(1-丙烯酸甘油酯)酯

(6)4，5-环氧环己基邻二单甲酸(1-丙烯酸甘油酯)酯单甲酸缩水甘油酯

(7)聚[(2-环氧乙烷基)-1，2-环己二醇]2-乙基-2-(羟甲基)-1，3-丙二醇醚

按上述方案，一种新型的水性丙烯酸改性脂环族环氧乳液的制备方法，其特征在于所述的丙烯酸单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸正丁酯中的任意一种或几种。