[发明专利]水溶性量子环氧丙烯酸乳液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及表面保护漆技术领域，特别涉及一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液及其制备方法，以及水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆和非金属漆中的应用。

背景技术

随着环保要求的日益严格，现已开发出来的水溶性丙烯酸树脂被得到重视。现有的水溶性丙烯酸树脂制备，将由自由基聚合得到的可溶于水的丙烯酸树脂溶解在40-80％wt水中，得到不含有机溶剂的水溶性丙烯酸树脂。此种水溶性丙烯酸树脂既保留了溶剂型丙烯酸树脂所配制成的涂料诸多优点，如流平好、光泽高、成膜佳及涂膜致密性好，又显著改善树脂在生产、储存、运输及使用过程中的消防安全性、环境保护性，还减少有机溶剂的消耗、降低生物毒害性等。

然而由于其分子结构中含有较大量的强亲水性羧基，导致其所配制的涂料干燥成膜后涂层耐水性不够理想，常温下水浸泡十至二十分钟，涂层即会发生溶解，并且在玻璃板上涂层附着力较低，仅为二至三级，热塑性水溶性丙烯酸树脂的硬度，在HB以下，上述缺陷导致其不能满足玻璃涂层耐水性、附着力达到一级以上、硬度2H以上、耐水煮1小时无涂层脱落现象的使用要求。

而且，现有丙烯酸树脂用于金属漆时，容易起彩(即在金属表面形成彩虹形状)，影响产品外观，降低产品品质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液及其制备方法，环保节能，显著提高了耐水煮性能，耐盐雾性能，硬度以及金属、玻璃附着力。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆的应用。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在非金属漆的应用。

为达到上述技术效果，本发明提供了一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其主要由下述以质量份计的原料制成：

作为上述方案的改进，所述丙烯酸酯类单体选用合成溶剂型丙烯酸树脂的丙烯酸酯类单体；

所述1-4C单元醇选用异丙醇、异丁醇、乙醇、正丁醇中的一种或多种；

所述无机纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、气相纳米二氧化铝中的一种或多种。

作为上述方案的改进，所述丙烯酸酯类单体选用含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体，所含羧基的强亲水性丙烯酸单体用量占丙烯酸酯单体总量的5-40wt％，所述含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸。

作为上述方案的改进，还包括：

中和剂 1-7份；

所述中和剂选用有机胺或无机氨。

作为上述方案的改进，还包括：

消泡剂 1-5份；

杀菌剂 1-5份。

相应的，本发明还提供一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液的制备方法，包括：

(一)将丙烯酸酯类单体、75-95％引发剂按配方混合搅拌溶解均匀，得到混合溶液；

(二)将1-4C单元醇、环氧树脂、无机纳米材料加入反应釜中，升温至溶液沸点回流1-5min，然后滴加步骤(一)制得的混合溶液进行自由基聚合反应，控制料液在1-5h内滴完，其中，在料液滴加过程中，反应釜内的温度保持在釜内溶液的沸点之间；

(三)料液滴加完成后，在保持溶液沸腾的状态下继续保温1-5h，再滴加余下引发剂，再保温1-5h；检测固含量，至转化率95％以上，冷却、过滤备用，得到合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂；

(四)将步骤(三)制得的合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入到反应釜中，升温至55-85℃，再加入水和中和剂，搅拌溶解，得到水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品。

作为上述方案的改进，步骤(二)中，釜内溶液的沸点为75-88℃。

步骤(四)中，所述合水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品的pH为7.0-8.0，固含量为25-55％。

相应的，本发明还提供一种上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆的应用。

相应的，本发明还提供一种上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在非金属漆的应用。所述非金属漆包括玻璃漆、塑料漆。

实施本发明具有如下有益效果：

本发明水溶性量子环氧丙烯酸乳液，是将先将丙烯酸酯类单体、环氧树脂、无机纳米粉体材料进行聚合与接枝反应，将环氧树脂的特性基团引入到丙烯酸树脂高分子链上，其提供了可与丙烯酸树脂分子链上的羧基进行加成反应的环氧官能团，降低了丙烯酸树脂分子链上羧基的亲水性能。