技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液及其制備方法。

背景技術(shù)：
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水性環(huán)氧樹脂由于使用水作為分散介質(zhì)，voc排放量非常低，對環(huán)境影響小，因此受到廣泛關(guān)注，成為研究熱點(diǎn)。水性環(huán)氧樹脂的固化一般采用外加交聯(lián)劑的雙罐裝的雙組份體系，在施工前需要將雙組份混合均勻，造成施工不便，適應(yīng)期短等問題，如專利cn105176314a等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種乳液穩(wěn)定性好、涂膜耐水性優(yōu)良的室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液及其制備方法，制備得到的乳液穩(wěn)定性好，不需外加固化劑，施工方便。

本發(fā)明所提供的室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液及其制備方法，其特征在于，室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液包括下列物質(zhì)原料配比，經(jīng)合成反應(yīng)得到：

進(jìn)一步，室溫雙重交聯(lián)環(huán)氧/聚丙烯酸酯乳液固含量在20-50％。

進(jìn)一步，環(huán)氧樹脂為商品雙酚a型環(huán)氧樹脂，如e54、e51、e44、e42、e35、e31、e20、e12、e06一種或多種混合物。進(jìn)一步優(yōu)選e06。

進(jìn)一步，丙烯酸類單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸中的一種或兩種，其比例為丙烯酸類單體與丙烯酸酯類單體總質(zhì)量的5％-50％。

進(jìn)一步優(yōu)選e06時(shí)，丙烯酸類單體為2-8份，占丙烯酸類單體與丙烯酸酯類單體總質(zhì)量的5％-10％。當(dāng)商品雙酚a型環(huán)氧樹脂為e20時(shí)，丙烯酸類單體的質(zhì)量份數(shù)不低于15份。

進(jìn)一步，丙烯酸酯單體包括以下一種或幾種：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸二乙基己酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯。

進(jìn)一步，溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、正丁醇一種或多種混合物。

進(jìn)一步，中和劑包括以下一種或幾種：三乙胺、氨水、n-n二甲基乙醇胺。

通過環(huán)氧樹脂與亞麻酸的熔融反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂中通過環(huán)氧開環(huán)酯化反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂中引入可空氣氧化交聯(lián)的雙鍵活性基團(tuán)；通過接枝共聚反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂中引入聚丙烯酸酯段及可用己二酸二酰肼交聯(lián)的羰基基團(tuán)；加入中和劑中和后，加水自乳化制備得到室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液。

本發(fā)明所提供的室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液具體制備方法如下：

(1)在反應(yīng)容器中，加入配方量的環(huán)氧樹脂、亞麻酸和催化劑，攪拌，加熱至110-140℃(優(yōu)選120℃)，進(jìn)行開環(huán)酯化反應(yīng)，測定酸值小于5mgkoh/g時(shí)為反應(yīng)終點(diǎn)。

(2)降溫至100-110℃，攪拌下，首先將配方量的溶劑加入到反應(yīng)器中，然后將配方量的丙烯酸類單體、丙烯酸酯類單體、雙丙酮丙烯酰胺和引發(fā)劑bpo均勻混合后以恒定速度滴入反應(yīng)器中，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，滴加時(shí)間在1-3h，滴加結(jié)束后，升溫至110-120℃，保溫3-5h，降溫至50-60℃。

(3)加入配方量的中和劑，在50-60℃下攪拌中和反應(yīng)0.5-1h。

(4)將反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至高速分散釜內(nèi)，在1000-3000r/min高速攪拌下，滴加配方量的去離子水，攪拌1-2h，加入配方量的己二酸二酰肼，繼續(xù)攪拌0.5-1h；即可得到室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液。

本發(fā)明利用室溫雙重交聯(lián)環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液為成膜物制備水性清漆，組成如下：

制備方法如下：

將制備的室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液作為基本原料，在高速分散機(jī)下依次加入流平劑、消泡劑、緩蝕劑、成膜助劑、增稠劑、催干劑，攪拌均勻得到清漆。

在催化劑作用下，通過環(huán)氧樹脂與脂肪酸的熔融反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂中引入可空氣氧化固化的雙鍵活性基團(tuán)；通過接枝共聚反應(yīng)，在環(huán)氧樹脂中引入聚丙烯酸酯段及可用己二酸二酰肼交聯(lián)的羰基基團(tuán)，加入中和劑中和后，加水自乳化，制備得到室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液，該乳液可穩(wěn)定放置6個(gè)月以上。以此乳液為成膜物質(zhì)，加入各種助劑制備得到水性清漆，室溫下在鋼板上涂裝，隨著水分的揮發(fā)漆膜發(fā)生雙重交聯(lián)固化，其漆膜耐水性、耐鹽水性、耐酸性、耐堿性能良好。

本發(fā)明的乳液不需要額外增加交聯(lián)劑，不需要分裝，自乳化性能好，穩(wěn)定性好，可以長期保存。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

在反應(yīng)釜中，加入2.5kg的環(huán)氧樹脂e06、80％亞麻酸0.52kg和0.03kg的催化劑四丁基溴化銨，攪拌，加熱至120℃，進(jìn)行開環(huán)酯化反應(yīng)，反應(yīng)2.5h。降溫至105℃，加入2kg溶劑，攪拌均勻后，將丙烯酸類單體0.1kg丙烯酸、1.1kg甲基丙烯酸甲酯、0.8kg丙烯酸丁酯、0.1kg雙丙酮丙烯酰胺(daam)、0.08kg引發(fā)劑過氧化苯甲酰(bpo)混合均勻后以恒定速度滴加入反應(yīng)釜中，進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，滴加2h，結(jié)束后，升溫至110℃，保溫3h。之后降溫至50℃，加入中和劑n-n二甲基乙醇胺0.12kg，在50℃下攪拌中和0.5h，將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至在高速分散釜內(nèi)，在2000r/min高速攪拌下，滴加入15kg去離子水，滴加1.5h，加入0.1kg己二酸二酰肼(adh)，繼續(xù)攪拌0.5h，得到室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液。

對比例2

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入的2.5kg環(huán)氧樹脂e06替換為2.5kg環(huán)氧樹脂e20，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入的2.5kg環(huán)氧樹脂e06、80％亞麻酸0.52kg、0.1kg丙烯酸、1.1kg甲基丙烯酸甲酯、0.8kg丙烯酸丁酯、0.08kg引發(fā)劑過氧化苯甲酰(bpo)、中和劑n-n二甲基乙醇胺0.12kg，替換為2.5kg環(huán)氧樹脂e20、80％亞麻酸2kg、0.9kg丙烯酸、0.9kg甲基丙烯酸甲酯、1.2kg丙烯酸丁酯、0.12kg引發(fā)劑過氧化苯甲酰(bpo)、1.08kg中和劑n-n二甲基乙醇胺，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入的2.5kg環(huán)氧樹脂e06替換為2.4kg環(huán)氧樹脂e06、0.1kg環(huán)氧樹脂e44，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例5

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入的2.5kg環(huán)氧樹脂e06替換為2.4kg環(huán)氧樹脂e06、0.1kg環(huán)氧樹脂e51，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例6

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入0.1kg丙烯酸、1.1kg甲基丙烯酸甲酯、0.8kg丙烯酸丁酯、0.08kg引發(fā)劑過氧化苯甲酰(bpo)、0.12kgn-n二甲基乙醇胺，替換為0.2kg丙烯酸、1.6kg甲基丙烯酸甲酯、1.2kg丙烯酸丁酯、0.12kg引發(fā)劑過氧化苯甲酰(bpo)、0.25kgn-n二甲基乙醇胺，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例7

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入的1.1kg甲基丙烯酸甲酯、0.8kg丙烯酸丁酯替換為0.55kg甲基丙烯酸甲酯、1.35kg丙烯酸丁酯，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例8

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入2.5kg環(huán)氧樹脂e06、0.1kg丙烯酸、1.1kg甲基丙烯酸甲酯、0.8kg丙烯酸丁酯、0.1kg雙丙酮丙烯酰胺(daam)、0.08kg引發(fā)劑過氧化苯甲酰(bpo)、0.12kgn-n二甲基乙醇胺、0.1kg己二酸二酰肼(adh)，替換為1.25kg環(huán)氧樹脂e20、1.25kg環(huán)氧樹脂e06、0.5kg丙烯酸、1.9kg甲基丙烯酸甲酯、1.6kg丙烯酸丁酯、0.3kg雙丙酮丙烯酰胺(daam)、0.16kg引發(fā)劑過氧化苯甲酰(bpo)、0.62kgn-n二甲基乙醇胺、0.3kg己二酸二酰肼(adh)，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例9

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入0.8kg丙烯酸丁酯替換為0.6kg丙烯酸丁酯和0.2kg丙烯酸羥乙酯，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例10

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將加入0.8kg丙烯酸丁酯替換為0.2kg丙烯酸丁酯和0.6kg丙烯酸羥乙酯，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例11

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將0.1kg丙烯酸、1.1kg甲基丙烯酸甲酯替換為0.15kg丙烯酸和1.05kg甲基丙烯酸甲酯，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例12

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將0.1kg丙烯酸、1.1kg甲基丙烯酸甲酯替換為0.2kg丙烯酸和1kg甲基丙烯酸甲酯，其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例13

本實(shí)施例室溫雙重交聯(lián)水性環(huán)氧/聚丙烯酸酯雜化乳液的制備方法中，將0.1kg雙丙酮丙烯酰胺(daam)替換為0.12kg雙丙酮丙烯酰胺(daam)，0.1kg己二酸二酰肼(adh)替換0.12kg為其它與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例1-13的乳液性能如表1所示。

表1實(shí)施例乳液性能測試結(jié)果

實(shí)施例14

水性清漆涂料：將0.4gbyk-333、0.2gbyk024、0.1gbyk019、1gbyk515、1gdpnb、0.1gbyk425、0.01glf1218加入實(shí)施例1所得的100g乳液中，攪拌均勻得到清漆

實(shí)施例15

水性清漆涂料：將0.4gbyk-333、0.2gbyk024、0.1gbyk019、1gbyk515、1gdpnb、0.1gbyk425、0.01glf1218加入實(shí)施例4所得的100g乳液中，攪拌均勻得到清漆

實(shí)施例16

水性清漆涂料：將0.4gbyk-333、0.2gbyk024、0.1gbyk019、1gbyk515、1gdpnb、0.1gbyk425、0.01glf1218加入實(shí)施例7所得的100g乳液中，攪拌均勻得到清漆。

實(shí)施例17

水性清漆涂料：將0.4gbyk-333、0.2gbyk024、0.1gbyk019、1gbyk515、1gdpnb、0.1gbyk425、0.01glf1218加入實(shí)施例9所得的100g乳液中，攪拌均勻得到清漆。

實(shí)施例18

水性清漆涂料：將0.4gbyk-333、0.2gbyk024、0.1gbyk019、1gbyk515、1gdpnb、0.1gbyk425、0.01glf1218加入實(shí)施例11所得的100g乳液中，攪拌均勻得到清漆。

實(shí)施例19

水性清漆涂料：將0.4gbyk-333、0.2gbyk024、0.1gbyk019、1gbyk515、1gdpnb、0.1gbyk425、0.01glf1218加入實(shí)施例13所得的100g乳液中，攪拌均勻得到清漆。

實(shí)施例14-19制備得到水性清漆，噴涂在馬口鐵上，測試漆膜的物理性能，其中漆膜的附著力按gb/t9286-1998，采用劃格法測定，漆膜的硬度按gb/t6739-2006，采用qhq鉛筆硬度儀測定。將制備得到水性清漆，噴涂在鋼板上，測試耐水性及耐介質(zhì)性，其中耐水性按照gb/t1733-1993，耐介質(zhì)性按照gb/t9274-1998進(jìn)行測試，測試結(jié)果如表2所示。

表2清漆性能測試結(jié)果

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