[發(fā)明專利]一種用于配制雙組份乳膠涂料的環(huán)氧改性丙烯酸酯共聚乳液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410388750.0
• 申請日: 2014-08-10
• 公開（公告）號: CN105331213A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚金水;董菲;何福巖;楊志洲;劉欽澤
• 申請（專利權(quán)）人: 齊魯工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09D133/00
• 分類號: C09D133/00;C09D5/08;C08F220/32;C08F220/18;C08F220/14;C08F212/08;C08F2/30
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，涉及一種適用于雙組份改性環(huán)氧涂料的環(huán)氧改性丙烯酸酯乳液的的制造方法，其與水性環(huán)氧固化劑混合作為涂料使用，具有優(yōu)異的耐水性和耐腐蝕性。

背景技術(shù)

苯丙乳液和純丙乳液統(tǒng)稱為丙烯酸酯乳液，具有優(yōu)異的成膜性，是目前仍在普遍采用的內(nèi)外墻乳膠漆用水性乳液，其在防腐蝕領(lǐng)域也有大量的應(yīng)用。但是這些乳液的成膜物是熱塑性高分子，存在低溫發(fā)脆、高溫發(fā)粘的問題，又由于單體的極性較弱，因此附著力不強(qiáng)。而環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的附著力和高耐腐蝕性能，將丙烯酸酯乳液與環(huán)氧樹脂復(fù)配使用，可以綜合利用二者的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)裝飾性和附著力、耐腐蝕性的完美結(jié)合。但是環(huán)氧樹脂乳化比較困難，雖然有多種方法如機(jī)械法、化學(xué)改性法和相反轉(zhuǎn)法等，但是其乳化后的儲存穩(wěn)定性都存在問題，而不像丙烯酸酯乳液那樣可以長期穩(wěn)定儲存。也有多種將丙烯酸酯乳液與環(huán)氧樹脂進(jìn)行復(fù)合乳化聚合反應(yīng)的報道，但是，基本上都是將二者進(jìn)行物理混合后進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)，無法實(shí)現(xiàn)化學(xué)上的完美結(jié)合（如劉萬鵬等，環(huán)氧改性丙烯酸乳液的合成與性能研究，沈陽理工大學(xué)學(xué)報，2009,28（6）：79）。這樣在成膜后，由于丙烯酸酯共聚物與環(huán)氧樹脂極性上的差異，勢必會造成其分相，最終導(dǎo)致膜的破壞，從而失去保護(hù)作用。

本發(fā)明旨在將含有環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸酯單體通過與合成苯丙乳液的常用單體進(jìn)行乳液共聚和反應(yīng)，將環(huán)氧基團(tuán)鍵連到共聚物的鏈上，實(shí)現(xiàn)了苯丙乳液與環(huán)氧樹脂的化學(xué)結(jié)合，通過環(huán)氧基團(tuán)的固化反應(yīng)后就使得共聚物像環(huán)氧樹脂那樣成為交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，綜合了苯丙乳液和環(huán)氧樹脂的優(yōu)勢，在化學(xué)結(jié)合的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢互補(bǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是提供一種用于配制雙組份乳膠涂料的環(huán)氧改性丙烯酸酯共聚乳液的合成工藝及其具體配方。該乳液可以與II型水性環(huán)氧固化劑(參見,朱桐瑤等,水性環(huán)氧固化劑改性技術(shù)研究進(jìn)展,粘接,2012,5:72-75)混合后用于雙組份環(huán)氧改性涂料。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯為合成單體，采用乳液聚合工藝合成出帶有環(huán)氧基團(tuán)的丙烯酸酯共聚乳液，該乳液可以作為雙組份水性環(huán)氧樹脂涂料的樹脂組分，在應(yīng)用時與II型水性環(huán)氧固化劑混合后作為雙組份改性環(huán)氧涂料使用。

與傳統(tǒng)的雙組份水性環(huán)氧涂料用水性環(huán)氧樹脂相比，本發(fā)明所述的丙烯酸酯/環(huán)氧復(fù)合水性乳液由于是采用傳統(tǒng)的乳液聚合方法制備的，其儲存穩(wěn)定性與丙烯酸酯共聚物乳液相當(dāng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采用任何方法制備的水性環(huán)氧樹脂；而且該樹脂綜合了環(huán)氧樹脂和丙烯酸樹脂的優(yōu)勢，既具有很好的成膜性和光澤度，又具有很好的附著力和耐腐蝕性能，如耐水性、耐鹽霧性、耐酸堿性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的丙烯酸酯乳液。

與傳統(tǒng)的水性丙烯酸樹脂/環(huán)氧樹脂體系相比，實(shí)現(xiàn)了二者的化學(xué)結(jié)合，通過固化反應(yīng)后，整個體系成為交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而不是像前者那樣固化后只是環(huán)氧樹脂體系交聯(lián)，丙烯酸酯體系則仍然是線性聚合物，日久天長，容易造成分相，造成涂料保護(hù)性能的降低甚至破壞；同時可以通過調(diào)節(jié)共聚單體的配比方便地調(diào)節(jié)丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂的比例，而不影響聚合體系的穩(wěn)定性，同時在與固化劑混合而固化后得到性能不同的涂膜；而前者在調(diào)節(jié)二者比例時需要通過環(huán)氧樹脂的加入量來調(diào)節(jié)，由于環(huán)氧樹脂與丙烯酸樹脂所用單體的相容性差別比較大，二者的配比選擇范圍有限，否則會造成兩者的分相，不能形成穩(wěn)定的乳液。

基于以上的優(yōu)點(diǎn)，以本發(fā)明的環(huán)氧改性丙烯酸酯乳液為主要成分的雙組份涂料可以廣泛應(yīng)用于內(nèi)外墻涂料、預(yù)涂鋼板防腐蝕涂料等耐腐蝕涂料領(lǐng)域。

下面對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹：

優(yōu)選的，所述的用于配制雙組份乳膠涂料的環(huán)氧改性丙烯酸酯共聚乳液，其特征在于組分和質(zhì)量百分比含量為：