[发明专利]一种水性自干丙烯酸改性环氧酯树脂乳液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种水性自干丙烯酸改性环氧酯树脂乳液及其制备方法，所涉及水性树脂乳液由以下原料按重量份制备得到：反应型乳化剂I 5～9重量份，反应型乳化剂II 6～14重量份，碳酸氢钠0.3～0.9重量份，丙烯酸类单体3～9重量份，环氧酯30～50重量份，引发剂0.1～1.7重量份，去离子水30～50重量份。本发明还提供一种所涉及的水性自干丙烯酸改性环氧酯树脂乳液的制备方法，溶剂用量极少，反应温度易控，所制得水性树脂乳液含有反应型乳化剂并可以实现单组份在室温下自行固化，其漆膜的自干性、附着力、耐水性和耐盐雾性优良。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其是一种水性自干丙烯酸改性环氧酯树脂乳液及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优异的机械强度、粘结性能和防腐性能，同时存在着耐候性差、施工工艺繁琐的缺点，不饱和脂肪酸对环氧树脂改性形成的环氧酯可以实现单组份在室温下自行氧化交联，无需加入环氧固化剂，丙烯酸对环氧酯的改性可以提高其干燥速率和耐候性。因此，用丙烯酸和不饱和脂肪酸对环氧树脂改性并水性化的研究对水性防腐领域意义非凡。

目前丙烯酸和不饱和脂肪酸改性环氧树脂制备水性涂料的方法主要有：(1)先酯化后聚合，这种方法是利用环氧树脂上的环氧基团和不饱和脂肪酸或丙烯酸上的羧基进行反应，生成具有碳碳双键结构的环氧酯，然后再将此环氧酯与丙烯酸类单体进行自由基聚合，生成共聚物，最后往共聚物中加入中和剂和水稀释制得水性丙烯酸改性环氧酯树脂。目前国内专利大多采用此方法，例如：专利CN103319665A，CN104487224A，CN104479087A，CN106084241A和CN104356320A均采用此法，这种方法制得的水性丙烯酸改性环氧酯树脂存储稳定性、干性和耐腐蚀性较好，却也存在着单体残余多和聚合易凝胶的缺点。

(2)先聚合再酯化，这种方法是先将不饱和脂肪酸和丙烯酸类单体进行自由基聚合，生成多羧基预聚物，然后再利用此预聚物上的羧基与环氧树脂上的环氧基和羟基进行酯化反应，最后往酯化产物中加入中和剂和水稀释制得水性丙烯酸改性环氧酯树脂。例如专利CN101851396A，CN103467748A和CN102993442A均采用上述方法，此法制得的水性丙烯酸改性环氧酯树脂易形成环氧酯为核丙烯酸为壳的核-壳结构，保护环氧酯中的酯键避免被水解，因此树脂的稳定性和耐水性得以提高，同时却阻碍了氧气进入环氧酯中，干性降低。

(3)丙烯酸环氧酯乳液聚合，这种方法是先将全部原料分别通过乳化剂乳化形成预乳液，再将这些预乳液进行自由基聚合制得水性丙烯酸改性环氧酯树脂。专利CN104152009A正是采用此法，此法较(1)和(2)法具有温控方便、不使用有机溶剂的优点，但也具有所用乳化剂反应性低，易造成漆膜性能降低的弊病。

发明内容

本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的不足，提供一种水性自干丙烯酸改性环氧酯树脂乳液及其制备方法，其溶剂用量极少，反应温度易控，所制得水性树脂乳液含有反应型乳化剂，并可以实现单组份在室温下自行固化，其漆膜的自干性、附着力、耐水性和耐盐雾性优良。

具体方案如下：

一种水性自干丙烯酸改性环氧酯树脂乳液，其由以下原料按重量份制备得到：

反应型乳化剂I5～9重量份，反应型乳化剂II6～14重量份，碳酸氢钠0.3～0.9重量份，丙烯酸类单体3～9重量份，环氧酯30～50重量份，引发剂0.1～1.7重量份，去离子水30～50重量份；

其中：反应型乳化剂I由以下原料按重量份制备得到：中和剂1～5重量份，不饱和脂肪酸6～13重量份，去离子水83～93重量份；

反应型乳化剂II由以下原料按重量份制备得到：环氧树脂10～30重量份，不饱和脂肪酸4～20重量份，开环催化剂0.1～0.6重量份，乙烯基酸1～9重量份，马来酸酐5～12重量份，中和剂3～15重量份，去离子水30～70重量份；