[發明專利]一種水性丙烯酸環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 200910089362.1
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN101602858A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 胡中;張漢青;莊振宇;祝寶英;朱柯
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油常州涂料化工研究院;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F220/28;C08F212/08
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技術領域

本發明涉及一種水性丙烯酸環氧樹脂及其制備方法。

背景技術

水性涂料是以水代替有機溶劑，可以在很大程度上減少涂料行業有機溶劑的使用，其有效性、成本和環境可接受性是顯而易見的，因此，越來越受到人們的青睞。

作為水性涂料主要成膜物的水性樹脂及其制備方法是水性涂料的技術重點。目前用作成膜物的水性丙烯酸環氧樹脂的制備方法大致有物理共混和化學改性兩類。但物理共混的水性丙烯酸環氧樹脂普遍存在儲存穩定性問題，而化學改性的水性丙烯酸環氧樹脂，其性能則隨化學改性方法所異，例如：采用自由基接枝方法制備的水性丙烯酸環氧樹脂，因接枝率較低，實際最終得到的產物仍為混合物，其中包括未接枝的環氧樹脂、丙烯酸樹脂和環氧樹脂的接枝物、游離的聚丙烯酸樹脂等，所以樹脂儲存穩定性仍存在問題；另外一種方法是利用環氧樹脂的環氧基和丙烯酸樹脂的羧基等通過酯化反應，把丙烯酸樹脂和環氧樹脂結合在一起形成新的大分子，由于環氧樹脂具有雙官能團，丙烯酸樹脂具有多官能團，兩者進行酯化反應時，很容易出現膠化現象，雖然發現采用大量的叔胺作為催化劑，可有效的避免膠化現象，但是，作為起始原料的環氧樹脂是環氧當量為180～200g/mol的小分子環氧樹脂，經雙酚A擴鏈至環氧當量為750～5000g/mol后，再與丙烯酸樹脂進行酯化反應，操作繁瑣，而且很難根據需要調控環氧樹脂在整個水性丙烯酸環氧樹脂中所占的比重，因此，制得的水性丙烯酸環氧樹脂的品種少，進而限制了它的應用范圍。

發明內容

本發明的第一個目的是：提供一種貯存性能穩定的、環氧樹脂所占比例較寬、能賦予涂膜良好性能的水性丙烯酸環氧樹脂。

實現本發明第一個目的的技術方案是：一種水性丙烯酸環氧樹脂，它是丙烯酸樹脂與環氧樹脂的催化酯化反應產物，經中和、加水自乳化形成的乳液，乳液儲存6個月的涂-4杯粘度變化小于5％；

所述環氧樹脂的環氧當量為180～5000g/mol；

所述環氧樹脂在環氧樹脂和丙烯酸樹脂總重量中占10％～80％；

所述丙烯酸樹脂酸價為50～500mgKOH/g，數均分子量為5000～60000g/mol；

所述丙烯酸樹脂是下述組分的自由基聚合產物，各組分及其用量如下：以重量份百分比計，含羥基丙烯酸類單體5％～15％，含羧基丙烯酸類單體5％～20％，其他丙烯酸類單體10％～25％，苯乙烯類單體10％～25％，過氧化物引發劑1％～5％，醇醚類助溶劑40％～60％；

所述催化酯化反應的催化劑用量為所述環氧樹脂以固體計的重量份的5％～30％。

上述水性丙烯酸環氧樹脂中，所述的丙烯酸樹脂酸價為80～250mgKOH/g，數均分子量為8000～20000g/mol。

上述水性丙烯酸環氧樹脂中，所述催化酯化反應的催化劑是叔胺、季胺鹽或無機堿；所述中和使用的中和劑是二甲基乙醇胺、三乙胺、氨水中的一種或幾種。

上述水性丙烯酸環氧樹脂中，作為所述丙烯酸樹脂的組分，其含羥基丙烯酸類單體是丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥乙酯、己內酯中的一種或幾種；其含羧基丙烯酸類單體是丙烯酸或甲基丙烯酸中一種或兩種；其其他丙烯酸類單體是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的一種或幾種；其苯乙烯類單體是苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯中的一種或幾種。

上述水性丙烯酸環氧樹脂中，作為所述丙烯酸樹脂的組分，其過氧化物引發劑是過氧化叔丁酯、過氧化二叔戊酯中的一種或兩種；其醇醚類助溶劑是丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚中的一種或者幾種。

本發明的第二個目的是：提供一種簡單、易操作的制備貯存性能穩定的、環氧樹脂所占比例較寬、能賦予涂膜良好性能的水性丙烯酸環氧樹脂方法。

實現本發明第二個目的的技術方案是：一種水性丙烯酸環氧樹脂的制備方法，其制備步驟具體如下：

(一)制備丙烯酸樹脂

①按下述配比準備各組分原料

各組分重量份百分比如下：含羥基丙烯酸類單體5％～15％，含羧基丙烯酸類單體5％～20％，其他丙烯酸類單體10％～25％，苯乙烯類單體10％～25％，過氧化物引發劑1％～5％，醇醚類助溶劑40％～60％；

②制備