一種烤漆用水性環氧樹脂及製備方法與應用與流程
2023-06-20 05:49:46 2
本發明涉及一種環氧樹脂，具體涉及一種環保的烤漆用水性環氧樹脂及製備方法，屬於高分子材料技術領域。
背景技術：
現有的環氧樹脂烤漆多為溶劑型，在製備和使用過程中需要加入大量的有機溶劑，現有技術的環氧樹脂烤漆的缺陷有：1.不健康不環保，大量的有機溶劑揮發在空氣中，對使用者的身體健康有很大損傷，並且汙染空氣；2.成本高，有機溶劑比起水來說，價格高昂，運輸不便；3.易燃易爆危險性高。
因此，本發明在現有技術的基礎之上，通過大量實驗篩選，研發設計一種環保、安全，有機溶劑少的烤漆用水性環氧樹脂。
技術實現要素：
發明目的：本發明的目的是針對現有技術烤漆用環氧樹脂的有機溶劑多，不環保等問題，通過大量實驗篩選組份，研發設計一種環保性強的水性環氧樹脂，可使環氧樹脂在水中分散，整個製備工藝可避免大量使用有機溶劑，只使用少量環保溶劑，同時使用去離子水代替大量的有機溶劑，製備的水分散環氧樹脂voc低，性能和溶劑型環氧樹脂一致，取得了非常好的技術效果。
技術方案，為實現以上目的，本發明採用的技術方案是：
一種烤漆用水性環氧樹脂，它包括下列組份的原料：環氧樹脂，丙烯酸，丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯，丙烯酸羥乙酯，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，過氧化苯甲醯，乙二醇單丁醚，二甲基乙醇胺和去離子水。
作為優選方案，以上所述的一種烤漆用水性環氧樹脂，它包括下列組份的原料：環氧樹脂100～200份，丙烯酸10～30份，丙烯酸丁酯20～60份，丙烯酸異辛酯10～40份，丙烯酸羥乙酯5～20份，甲基丙烯酸甲酯30～80份，苯乙烯30～80份，過氧化苯甲醯4～8份，乙二醇單丁醚100～200份，二甲基乙醇胺10～30份和去離子水200～300份。
作為優選方案，以上所述的一種烤漆用水性環氧樹脂，它包括下列組份的原料：環氧樹脂100份，丙烯酸10～15份，丙烯酸丁酯20～30份，丙烯酸異辛酯10～20份，丙烯酸羥乙酯5～10份，甲基丙烯酸甲酯30～40份，苯乙烯30～40份，過氧化苯甲醯4份，乙二醇單丁醚100份，二甲基乙醇胺10～15份和去離子水200～300份。
作為優選方案，以上所述的一種烤漆用水性環氧樹脂，所述的環氧樹脂的型號為環氧樹脂e-06，丙烯酸的型號為丙烯酸aa，丙烯酸丁酯的型號為丙烯酸丁酯ba，過氧化苯甲醯的型號為過氧化苯甲醯bpo，乙二醇單丁醚的型號為乙二醇單丁醚bcs。
本發明所述的一種烤漆用水性環氧樹脂的製備方法，包括以下步驟：
(1)將環氧樹脂溶解於乙二醇單丁醚中，加熱到100～120℃，攪拌均勻；
(2)將丙烯酸，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯，丙烯酸羥乙酯，過氧化苯甲醯攪拌混合均勻，在100～120℃滴加到步驟(1)混合均勻的溶液中；在100～120℃下保溫反應1～3h，保溫反應過程中加少量過氧化苯甲醯，以使單體聚合完全；
(3)然後降溫至40～80℃，加入二甲基乙醇胺，攪拌，加入去離子水，調節固含量35～45％，攪拌，得到改性環氧樹脂；
(4)固化工藝：將以上步驟(3)製備得到的改性環氧樹脂和水性甲醚化三聚氰胺樹脂，按比例混合攪拌均勻，以去離子水調整到合適的粘度和固含量即可。
作為優選方案，以上本發明所述的一種烤漆用水性環氧樹脂的製備方法，它包括以下步驟：
(1)將環氧樹脂溶解於乙二醇單丁醚中，加熱到120℃，攪拌15min；
(2)將丙烯酸，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯，丙烯酸羥乙酯，過氧化苯甲醯攪拌混合均勻，在120℃滴加到步驟(1)混合均勻的溶液中；在120℃下保溫反應3h，保溫反應過程中加少量過氧化苯甲醯，以使單體聚合完全；
(3)然後降溫至60℃，加入二甲基乙醇胺，攪拌，加入去離子水，調節固含量35％，攪拌，得到改性環氧樹脂；
(4)固化工藝：將以上步驟(3)製備得到的改性環氧樹脂和水性甲醚化三聚氰胺樹脂，按重量比例為6:1，混合攪拌均勻，以去離子水調整到合適的粘度和固含量即可。
本發明所述的烤漆用水性環氧樹脂在用於製備金屬烤漆薄膜，硬度高，耐衝擊力強。
有益效果：本發明和現有技術相比具有以下優點：
本發明通過大量實驗篩選得到最佳的原料配比組成，環保性強，可使環氧樹脂在水中分散，本發明整個製備工藝可避免大量使用有機溶劑，只使用少量環保溶劑，同時使用去離子水代替大量的有機溶劑，製備的水分散環氧樹脂voc低，性能和溶劑型環氧樹脂一致，具有優異的硬度、抗衝擊性能和附著力，取得了非常好的技術效果。
具體實施方式
實施例1～實施例10
製備10份不同的烤漆用環氧樹脂，其用來比如表1。
表1製備烤漆用水性環氧樹脂原料組分及其配比
1、烤漆用水性環氧樹脂的製備方法，步驟如下：
(1)按以上表1的10種重量份數，將環氧樹脂e-06溶解於乙二醇單丁醚bcs中，加熱到120℃，攪拌15min；
(2)將丙烯酸，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸異辛酯，丙烯酸羥乙酯，過氧化苯甲醯攪拌混合均勻，在120℃滴加到步驟(1)混合均勻的溶液中，滴加時間為2～2.5h；然後在120℃下保溫反應3h，保溫反應過程中加少量過氧化苯甲醯，以使單體聚合完全；
(3)然後降溫至60℃，加入二甲基乙醇胺，攪拌，加入去離子水200重量份，調節固含量35％，攪拌，得到改性環氧樹脂；
(4)固化工藝：將以上步驟(3)製備得到的改性環氧樹脂和水性甲醚化三聚氰胺樹脂，按重量比例為6:1，混合攪拌均勻，以去離子水調整到合適的粘度和固含量即可。
分別得到實施例1至實施例10不同組份配比的烤漆用水性環氧樹脂。然後塗刷到卷鋼卷鋁上，270℃烘烤40s得到環氧樹脂薄膜；或者塗刷到一般的鐵板或鋁板上，150℃烘烤30min得到環氧樹脂薄膜。
實施例11性能測試，具體步驟如下：
1、取10份馬口鐵板打磨平整，去掉表面氧化層；分別採用塗膜線棒刮塗實施例1至10製備得到的烤漆用水性環氧樹脂，得到環氧樹脂清漆膜，使漆膜固化後厚度為15到20μm之間；
2、塗好後放入50℃烘箱預熱10min，避免直接高溫加熱產生的表面缺陷，然後將預熱好的底材，放在270℃下固化40s即可；
按以上步驟固化後的的漆膜分別測定以下性能：
(1)表面外觀；(2)硬度、耐衝擊力；(3)t彎實驗；(4)附著力；(5)耐乙醇、丙酮擦拭性能；
具體檢查結果如表2所示：
由以上性能檢測結果表明，本發明不同原料組成和不同重量比的原料製備得到的環氧樹脂烤漆膜，其表面外觀；硬度、耐衝擊力；t彎實驗；附著力和耐乙醇、丙酮擦拭性能等明顯不同，對比實驗結果表明，採用本發明優選比例的原料製備得到的實施例1和實施例2的環氧樹脂薄膜比其它組份製備得到的環氧樹脂薄膜具有更加優越的硬度、耐衝擊力和附著力等力學性能，取得了非常好的技術進步。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。