一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用，所述的水性环氧酯乳液的原料组成，按重量百分率计，包括下列组分：环氧树脂10～30重量％；不饱和脂肪酸10～30重量％；植物油2～15重量％；(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体4～20重量％；甲基丙烯酸2～8重量％；引发剂0.1～0.5重量％；助溶剂2～5重量％；中和剂1～3重量％；去离子水45～55重量％。本发明专利技术的技术方案包括快干型水性环氧酯乳液的制备，以及以该乳液为基料，配以无毒高效的防锈颜料，制成防锈性能优良的快干型水性环氧酯防锈底漆。本发明专利技术的环氧酯乳液具有干燥速度快、耐水性和防锈性能优异、储存稳定性好、安全环保和制备工艺简单等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用，所述的水性环氧酯乳液的原料组成，按重量百分率计，包括下列组分：环氧树脂10～30重量％；不饱和脂肪酸10～30重量％；植物油2～15重量％；(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体4～20重量％；甲基丙烯酸2～8重量％；引发剂0.1～0.5重量％；助溶剂2～5重量％；中和剂1～3重量％；去离子水45～55重量％。本专利技术的技术方案包括快干型水性环氧酯乳液的制备，以及以该乳液为基料，配以无毒高效的防锈颜料，制成防锈性能优良的快干型水性环氧酯防锈底漆。本专利技术的环氧酯乳液具有干燥速度快、耐水性和防锈性能优异、储存稳定性好、安全环保和制备工艺简单等特点。【专利说明】一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用，该快干型水性环氧 酯乳液可以用来制备快干型水性环氧酯防锈涂料。
技术介绍
随着人们环保意识的增强，溶剂型涂料由于造成严重的环境污染和健康问题，其 使用受到越来越多的限制。环境友好的水性涂料是当前涂料行业发展的趋势。 环氧酯防锈涂料由于其优异的防锈性能而在金属防锈领域有着广泛的应用。环氧 酯树脂是由环氧树脂与植物油脂肪酸通过酯化反应而制成，因此，环氧酯同时具备了环氧 树脂与干性油的许多优良特性。与醇酸树脂相比，环氧酯树脂具有更高的耐水解性，并且具 有更加优良的防锈性能。 将环氧酯树脂水性化并制备环保、防锈性能优异的水性环氧酯防锈涂料已经受到 颇多的注意，但进展不大。直至今日，关于水性环氧酯及以它为基料的防锈底漆的专利只是 寥寥几篇，快干型水性环氧酯乳液及其防锈底漆的专利几乎没有。 日本专利公开了一种水性环氧酯树脂乳液的制备方法。它是 分别以环氧树脂与不饱和脂肪酸反应制成环氧酯树脂，以（甲基）丙烯酸（酯）等不饱和单 体共聚制得丙烯酸树脂，再将两者缩合得到丙烯酸改性环氧酯树脂，经真空蒸馏脱除溶剂， 加胺中和羧基，加水稀释得到丙烯酸改性环氧酯乳液。该制备方法的缺点之一是树脂合成 过程中需大量有机溶剂，脱除溶剂过程能耗高，生产效率低；缺点之二是丙烯酸树脂与环氧 酯树脂接枝效率低，有部分未接枝的环氧酯容易从乳液中析出，乳液的储存稳定性较差；缺 点之三是整个合成工艺复杂繁琐，生产效率低。 中国专利公开了一种核-壳结构的水性环氧酯乳液的制 备方法；中国专利和中国专利公 开了一种有机硅丙烯酸环氧酯水分散体。这些专利的制备方法相类似：都是将环氧树脂和 脂肪酸进行酯化，得到环氧酯树脂，再将此环氧酯树脂与预定酸值的丙烯酸酯类混合单体 进行自由基共聚，形成共聚产物，将该共聚产物用胺（或氨）中和后进行水稀释后得到环氧 酯乳液。该类制备方法也存在以下缺点：（1)反应过程不易控制，容易发生凝胶；（2)该合成 过程中，由于丙烯酸酯类单体不能完全反应，残留在乳液体系中，气味大，毒性重；（3)树脂 酸值较高，漆膜的耐水性和防锈性能较差。 中国专利公开了一种核-壳结构的水性环氧酯乳液 的制备方法。该水性环氧酯乳液是一种以环氧酯树脂为"核"，以反应性非迀移表面活性剂 为"壳"的自干型"核-壳"结构水分散体乳液。由于该乳液的制备是通过转相乳化而制备 的，存在乳化设备要求高、乳胶粒径粗、储存稳定性差等缺点，同时，由于使用了较多量的表 面活性剂，使漆膜的成膜性、耐水性及防锈性能变差。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述制备水性环氧酯乳液过程中的一些缺点，提供一种快干型水 性环氧酯乳液及其制备方法和应用。该快干型水性环氧酯乳液具有干燥速度快、耐水性和 防锈性能优异、储存稳定性好、安全环保和制备工艺简单等特点。 本专利技术的技术方案包括快干型水性环氧酯乳液的制备，及以该乳液为基料，配以 无毒高效的防锈颜料，制成防锈性能优良的快干型水性环氧酯防锈底漆。 本专利技术提供的快干型水性环氧酯乳液的制备机理如下：先将环氧树脂、植物油和 不饱和脂肪酸进行反应；至酸值合格后，再补加入不饱和脂肪酸，并滴加丙烯酸酯的混合 单体；至转化率合格后，继续升温，进行酯化反应，直至酸值合格后降温；加入助溶剂、中和 剂，最后用去离子水进行稀释而得到快干型水性环氧酯乳液。 本专利技术是这样实现的，一种快干型水性环氧酯乳液，其特点是所述的水性环氧酯 乳液的原料组成，按重量百分率计，包括下列组分：环氧树脂10?30重量％;不饱和脂肪酸 10?30重量％ ;植物油2?15重量％ ;(甲基）丙烯酸酯或乙烯基单体4?20重量％ ; 甲基丙烯酸2?8重量％ ;引发剂0. 1?0. 5重量％ ;助溶剂2?5重量％ ;中和剂1?3 重量％ ;去尚子水45?55重量％。 本专利技术中所述的环氧树脂选自：E-12、E-20、E-42、E-44、E-51、E-31、E-39-D、E-03、 E-06、F-51、F-46、F-44 中的一种或几种。 所述的环氧树脂具体选自：上海新华树脂厂出品的E-12、E-20、E-42、E-44、E-51 ; 上海树脂厂有限公司出品的F-51、F-46、F-44 ;无锡树脂厂出品的E-31、E-39-D ;江苏三木 集团出品的E-03、E-06。 本专利技术中所述的不饱和脂肪酸选自亚油酸、豆油酸、亚麻油酸、桐亚油酸、脱水蓖 麻油酸、蓖麻油酸、肉豆蔻酸、巴豆酸、椰子油酸、松浆油脂肪酸、松香酸、棉子酸、妥尔油酸 中的一种或几种。 本专利技术中所述的植物油选自葵花油、菜子油、脱水蓖麻油、桐油、椰子油、玉米油、 棉子油、亚麻油、豆油、桐油、蓖麻油、棕榈油、花生油、红花油、核桃油中的一种或几种。 本专利技术中所述的（甲基）丙烯酸酯或乙烯基单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙 烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸 乙酯、甲基丙稀酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸乙基己酯、苯 乙烯、乙烯基甲苯中的一种或几种。 本专利技术中所述的引发剂选自过氧化二特丁基醚、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯 甲酰、过氧化氢叔丁基、过氧化环己酮、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新戊酸叔丁酯中的一 种或几种。 本专利技术中所述的助溶剂选自乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、 丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、二 丙二醇二甲醚、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。 本专利技术中所述的中和剂选自N，N-二甲基乙醇胺、25重量％氨水、三乙胺、三乙醇 胺、二乙胺、二乙醇胺中的一种或几种。 本专利技术中所述的快干型水性环氧酯乳液的制备方法包括以下步骤： (1)将环氧树脂、植物油和2/3重量份的不饱和脂肪酸加入反应釜中，逐渐升温至 120?150°C，物料融化后开始搅拌，继续升温至160?190°C，并在该温度下反应至酸值为 3?15mgK0H/g后，加入剩余的1/3重量份的不饱和脂肪酸； (2)降温至130?150°C，将（甲基）丙烯酸酯或乙烯基单体、甲基丙烯酸和引发 剂混合均匀后，逐渐滴加入反应Il中，滴加时间控制在4?8小时，滴加完毕后，保温3?4 小时，至转化率为98±2% ; (3)升温至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快干型水性环氧酯乳液，其特征在于，所述的水性环氧酯乳液的原料组成，按重量百分率计，包括下列组分：环氧树脂10～30重量％；不饱和脂肪酸10～30重量％；植物油2～15重量％；(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体4～20重量％；甲基丙烯酸2～8重量％；引发剂0.1～0.5重量％；助溶剂2～5重量％；中和剂1～3重量％；去离子水45～55重量％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫峰，赵其中，孙凌，廖群晖，
申请(专利权)人：上海涂料有限公司技术中心，
类型：发明
国别省市：上海;31