一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其製備方法和應用的製作方法

2024-01-27 01:46:15 2

專利名稱：一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於表面塗層領域，尤其涉及一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其製備方法和應用。
背景技術：
隨著人們對環境汙染、資源消耗問題的日益重視，許多廠家對水性工業漆的要求也更加嚴格。傳統的水溶性丙烯酸樹脂塗料具有光澤高、耐候性好等優點，但也存在耐化學品、附著力差等一些缺陷。因此，現有技術還有待於改進和發展。為了進一步改善塗料的性能，水性丙烯酸樹脂更多的是通過採用其他樹脂或單體對其進行改性。

發明內容
鑑於上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其製備方法和應用。針對目前水溶性丙烯酸樹脂的耐性、附著力不足的缺點，開發了一種具有良好耐化學藥品性、耐鹽霧、附著力好等優點的無毒、無臭、不燃的環保型環氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。本發明的技術方案如下
一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其中，包括以下步驟 在反應釜中，加入有機溶劑3(Γ35份，甲基丙烯酸甲酯f 2份，丙烯酸丁酯2-5份，甲基丙烯酸O. 1-0. 5份，丙烯酸羥乙酯O. 27-0. 45份，鏈轉移劑O. 04-0. 12份，引發劑O. 08-0. 2份，升溫至7(T85°C反應15-20分鐘；
在滴加缸中，加入有機溶劑15-20份，甲基丙烯酸甲酯9-18份，丙烯酸丁酯13-20，不飽和雙鍵封端的環氧樹脂5-15份，甲基丙烯酸1. 9-4. 5份，丙烯酸羥乙酯2. 73-4. 55份，鏈轉移劑O. 06-0. 18份，引發劑O. 12-0. 3份，攪拌均勻，於3 4小時內滴加至反應釜內，在80 85°C下繼續保溫1-3小時，降溫至50 60°C，加入2-5份胺類中和劑中和，得到環氧改性水溶性丙烯酸樹脂。所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其中，所述鏈轉移劑為巰基乙醇或十_■燒基硫醇。所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其中，所述引發劑為過氧化苯甲
醯或偶氮二異丁腈。所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其中，所述胺類中和劑為三乙胺
或N，N-二甲基乙醇胺。所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其中，所述有機溶劑為丙二醇單
丁醚或二乙二醇單丁醚。一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂，其中，所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂是採用如上所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法製備得到的。一種如上所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的應用，其中，將所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂用於製備塗料。有益效果本發明中通過化學改性的方法把環氧樹脂引入到水溶性丙烯酸樹脂鏈段上，從而把環氧樹脂耐化學品性能好、附著力好與丙烯酸樹脂耐候性好、玻璃化溫度可調、光澤性好等優點結合起來，使其綜合性能更加優異，更好的滿足市場的需求。


圖1為本發明中的不飽和雙鍵封端的環氧樹脂的製備流程。
具體實施例方式本發明提供一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其製備方法和應用，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。環氧樹脂因含有極性高而不易水解的脂族羥基和醚鍵，成膜後「溼態」附著力強、耐化學品性好，且常用的環氧樹脂分子主鏈上剛性苯基和柔性羥基交替排列，成膜後有良好的耐溫性、尺寸穩定性、物理機械性等特點。所以本發明中通過化學改性的方法把環氧樹脂引入到水溶性丙烯酸樹脂鏈段上，從而把環氧樹脂耐化學品性能好、附著力好與丙烯酸樹脂耐候性好、玻璃化溫度可調、光澤性好等優點結合起來，使其綜合性能更加優異，更好地滿足市場的需求。具體地，本發明是在丙烯酸單體自由基聚合的過程中引入可聚合的環氧樹脂，從而賦予了丙烯酸樹脂卓越的抗化學藥品性、附著性等。在本發明中所採用的環氧樹脂是自制不飽和雙鍵封端的環氧樹脂，其製備過程如圖1所示，其中η為2-10。所述不飽和雙鍵封端的環氧樹脂的製備過程中，所採用的環氧樹脂為Ε-44或Ε-51，所採用的不飽和酸為甲基丙烯酸或丙烯酸，所採用的催化劑為N，N-二甲基乙醇胺、四丁基溴化銨、三乙胺或三乙醇胺，所述採用的有機溶劑為正丁醇、二乙二醇單丁醚或丙二醇單丁醚。具體地，本發明所提供的`自制不飽和雙鍵封端的環氧樹脂其製備過程如下
在反應釜中，預先加入環氧樹脂60 70份，有機溶劑10 15份，加熱至60 70V
下攪拌均勻後，升溫至100 120°C ;在滴加缸中，催化劑O. 3 O. 5份；不飽和酸10 15份；有機溶劑10 15份，攪拌均勻後，於I 3小時內滴加至反應釜內，在100 120°C下繼續保溫反應I 2小時，待體系酸值基本不發生變化時停止反應，降溫至室溫，即製得不飽和雙鍵封端的環氧樹脂。本發明所提供的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂按重量份數計，由以下組分製成 不飽和雙鍵封端的環氧樹脂5 15份；甲基丙烯酸甲酯10 20份；丙烯酸丁酯15
25份；甲基丙烯酸2 5份；丙烯酸羥乙酯3 5份；鏈轉移劑O.1 O. 3份；引發劑O. 2
O.5份；胺類中和劑2 5份；有機溶劑45 55份。其中，所述鏈轉移劑可以為巰基乙醇或十二烷基硫醇，所述引發劑可以為過氧化(二)苯甲醯(BPO)或偶氮二異丁腈(AIBN)。所述胺類中和劑可以為三乙胺或N，N-二甲基乙醇胺，所述有機溶劑可以為丙二醇單丁醚或二乙二醇單丁醚。所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備是用不飽和雙鍵封端的環氧樹脂、丙烯酸酯單體、功能性單體和鏈轉移劑在有機溶劑中自由基共聚，然後用胺類中和劑中和，其具體步驟如下
在反應釜中，加入有機溶劑3(Γ35份，甲基丙烯酸甲酯f 2份，丙烯酸丁酯2-5份，甲基丙烯酸O. 1-0. 5份，丙烯酸羥乙酯O. 27-0. 45份，鏈轉移劑O. 04-0. 12份，引發劑O. 08-0. 2份，升溫至7(T85°C反應15-20分鐘；
在滴加缸中，加入有機溶劑15-20份，甲基丙烯酸甲酯9-18份，丙烯酸丁酯13-20，不飽和雙鍵封端的環氧樹脂5-15份，甲基丙烯酸1. 9-4. 5份，丙烯酸羥乙酯2. 73-4. 55份，鏈轉移劑O. 06-0. 18份，引發劑O. 12-0. 3份，攪拌均勻，於3 4小時內滴加至反應釜內，在80 85°C下繼續保溫1-3小時，降溫至50 60°C，加入2-5份胺類中和劑中和，得到環氧改性水溶性丙烯酸樹脂。通過本發明所提供的方法製備得到的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂具有如下優點
(I)氣味小、對環境汙染小；(2)優異的耐化學品性、附著性；(3)優良的耐鹽霧性、耐酸耐鹼性。本發明中還提供所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的應用，將所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂用於製備塗料。本發明中還提供一種用所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂製備而成塗料，所述塗料按重量份數計，包括以下組分
環氧改性水溶性丙烯酸樹脂40-60份，水性氨基樹脂5-15份，顏料20-40份，分散劑
O.4-0. 5份，潤溼劑O. 1-0. 3份，消泡劑O. 1-0. 2份，流平劑O. 1-0. 3份，去離子水10_20份。將上述材料依次加入到容器中，攪拌均勻即可得到所述塗料。此環氧改性水溶性丙烯酸樹脂與水性氨基樹脂配合使用，使用前用水稀釋分散，主要應用於建築金屬型材、玻璃的塗裝，使用時揮發物大部分為水，為環保型產品。採用所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂製備而成塗料經過150°C烘 烤30分鐘後，水煮2小時漆膜不起泡，不脫落，耐鹽霧240h無異常變化，塗層耐酸性、耐鹼性、耐水性、耐老化性優異，其綜合性能優異，具有較高的性價比，且本發明所述塗料是水溶性產品，具有環保優勢。為了更詳盡的描述本發明的製備方法，以下列舉幾個實施例更進一步的說明。實施例1
製備不飽和雙鍵封端的環氧樹脂在反應釜中，預先加入E-44環氧樹脂60份，正丁醇13份，加熱至70°C下攪拌均勻後，升溫至120°C ;在滴加缸中，N，N-二甲基乙醇胺O. 3份；甲基丙烯酸15份；正丁醇10份，攪拌均勻後，於I小時內滴加至反應釜內，在100°C下繼續保溫反應I小時，待體系酸值基本不發生變化時停止反應，降溫至室溫，即製得不飽和雙鍵封端的環氧樹脂。在另一反應釜內，預先加入二乙二醇單丁醚30份；甲基丙烯酸甲酯1. 2份；丙烯酸丁酯2. 9份；甲基丙烯酸O. 3份；丙烯酸羥乙酯O. 39份；巰基乙醇O.1份；過氧化苯甲醯
O.2份，升溫至85°C反應15分鐘。在滴加缸內，加入二乙二醇單丁醚20份；甲基丙烯酸甲酯13. 8份；丙烯酸丁酯17.1份；自制不飽和雙鍵封端的環氧樹脂5份；甲基丙烯酸2. 8份；丙烯酸羥乙酯3. 76份；巰基乙醇O. 15份；過氧化苯甲醯O. 3份，攪拌均勻，於3 4小時內滴加至反應釜內，在80 85°C下繼續保溫I小時，降溫至50 60°C，加入2份N，N- 二甲基乙醇胺中和，得到環氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。實施例2製備不飽和雙鍵封端的環氧樹脂在反應釜中，預先加入E-51環氧樹脂65份，二乙二醇單丁醚10份，加熱至65°C下攪拌均勻後，升溫至100°C ;在滴加缸中，四丁基溴化銨O. 4份；甲基丙烯酸10份；二乙二醇單丁醚12份，攪拌均勻後，於2小時內滴加至反應釜內，在110°C下繼續保溫反應1. 5小時，待體系酸值基本不發生變化時停止反應，降溫至室溫，即製得不飽和雙鍵封端的環氧樹脂。在反應釜內，預先加入二乙二醇單丁醚35份；甲基丙烯酸甲酯2份；丙烯酸丁酯
3.9份；甲基丙烯酸O. 5份；丙烯酸羥乙酯O. 45份；巰基乙醇O. 12份；過氧化苯甲醯O. 08份，升溫至85°C反應15分鐘。在滴加缸內，加入二乙二醇單丁醚15份；甲基丙烯酸甲酯18份；丙烯酸丁酯14.1份；自制不飽和雙鍵封端的環氧樹脂10份；甲基丙烯酸4. 5份；丙烯酸羥乙酯4. 55份；巰基乙醇O. 18份；過氧化苯甲醯O. 12份，攪拌均勻，於3 4小時內滴加至反應釜內，在80 85°C下繼續保溫I小時，降溫至50 60°C，加入3. 2份N，N- 二甲基乙醇胺中和，得到環氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。實施例3
製備不飽和雙鍵封端的環氧樹脂在反應釜中，預先加入E-44環氧樹脂70份，丙二醇單丁醚15份，加熱至60°C下攪拌均勻後，升溫至110°C;在滴加缸中，三乙胺O. 5份；丙烯酸12份；丙二醇單丁醚15份，攪拌均勻後，於3小時內滴加至反應釜內，在120°C下繼續保溫反應2小時，待體系酸值基本不發生變化時停止反應，降溫至室溫，即製得不飽和雙鍵封端的環氧樹脂。在反應釜內，預先加入二乙二醇單丁醚30份；甲基丙烯酸甲酯1. 2份；丙烯酸丁酯2. 9份；甲基丙烯酸O. 3份；丙烯酸羥乙酯O. 27份；巰基乙醇O. 04份；過氧化苯甲醯O.1份，升溫至85°C反應15分鐘。在滴加缸內，加入二乙二醇單丁醚15份；甲基丙烯酸甲酯9. 8份；丙烯酸丁酯13.1份；自制不飽和雙鍵封端的環氧樹脂15份；甲基丙烯酸2. 8份；丙烯酸羥乙酯2. 73份；巰基乙醇O. 06份；過氧化苯甲醯O. 2份，攪拌均勻，於3 4小時內滴加至反應釜內，在80 85°C下繼續保溫I小時，降溫至50 60°C，加入2份N，N- 二甲基乙醇胺中和，得到環氧改性的水溶性丙烯酸樹脂。實施例4
用實施例Γ3所得的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂分別用於製備塗料1，2，3，其中，塗料的配方如表I所示。表I 塗料的配方(kg)
權利要求
1.一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟 在反應釜中，加入有機溶劑3(Γ35份，甲基丙烯酸甲酯f 2份，丙烯酸丁酯2-5份，甲基丙烯酸O. 1-0. 5份，丙烯酸羥乙酯O. 27-0. 45份，鏈轉移劑O. 04-0. 12份，引發劑O. 08-0. 2份，升溫至7(T85°C反應15-20分鐘； 在滴加缸中，加入有機溶劑15-20份，甲基丙烯酸甲酯9-18份，丙烯酸丁酯13-20，不飽和雙鍵封端的環氧樹脂5-15份，甲基丙烯酸1. 9-4. 5份，丙烯酸羥乙酯2. 73-4. 55份，鏈轉移劑O. 06-0. 18份，引發劑O. 12-0. 3份，攪拌均勻，於3 4小時內滴加至反應釜內，在80 85°C下繼續保溫1-3小時，降溫至50 60°C，加入2-5份胺類中和劑中和，得到環氧改性水溶性丙烯酸樹脂。
2.根據權利要求1所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其特徵在於，所述鏈轉移劑為疏基乙醇或十二燒基硫醇。
3.根據權利要求1所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其特徵在於，所述引發劑為過氧化苯甲醯或偶氮二異丁腈。
4.根據權利要求1所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其特徵在於，所述胺類中和劑為三乙胺或N，N- 二甲基乙醇胺。
5.根據權利要求1所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法，其特徵在於，所述有機溶劑為丙二醇單丁醚或二乙二醇單丁醚。
6.—種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂，其特徵在於，所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂是採用如權利要求Γ5任一所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法製備得到的。
7.—種如權利要求6所述的環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的應用，其特徵在於，將所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂用於製備塗料。
全文摘要
本發明公開一種環氧改性水溶性丙烯酸樹脂及其製備方法和應用，所述環氧改性水溶性丙烯酸樹脂的製備方法包括以下步驟在反應釜中，加入有機溶劑，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸，丙烯酸羥乙酯，鏈轉移劑，引發劑，升溫反應；在滴加缸中，加入有機溶劑，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯，不飽和雙鍵封端的環氧樹脂，甲基丙烯酸，丙烯酸羥乙酯，鏈轉移劑，引發劑，攪拌均勻，滴加至反應釜內，保溫，降溫，加入胺類中和劑中和，得到環氧改性水溶性丙烯酸樹脂。通過化學改性的方法把環氧樹脂引入到水溶性丙烯酸樹脂鏈段上，使其綜合性能更加優異，更好的滿足客戶的需求。
文檔編號C08F290/06GK103059235SQ20131003565
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者趙志輝 申請人:廣東銀洋樹脂有限公司