卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及水性涂料技术领域，尤其是一种卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂及其制备方法。它是环氧树脂与丙烯酸树脂的聚合酯化反应产物中和后，加水得到的水溶解性溶液。该溶液储存１２个月，涂－４杯粘度变化小于５％；环氧树脂的环氧当量为１５０－６０００ｇ／ｍｏｌ，环氧树脂在该溶液总重量中占５－７０％；丙烯酸树脂是用过氧化物、偶氮类引发剂引发含羧基丙烯酸、含羟基丙烯酸，其它丙烯酸酯以及苯乙烯单体聚合而成。其酸价为４０－３００ｍｇＫＯＨ／ｇ，固体含量在３０－７０％。本发明专利技术方法可以制得储存稳定性优异的卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水性涂料
，尤其是一种卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂及 其制备方法。
技术介绍
水性涂料是以水代替有机溶剂，可以在很大程度上减少涂料行业有机溶剂的使 用，其有效性、成本和环境可接受性是显而易见的，因此，越来越受到人们的青睐。钢卷尺作为工具类产品，以前的涂脂印刷一直使用含大量二甲苯的油性涂料，而 且该行业作为劳动密集型企业，操作人员众多，油性涂料不仅有很大的气味，而且很容易失 火燃烧，同时二甲苯等溶剂对工人身体的危害也非常大。此时，钢卷尺用水性涂料的专利技术创 造，不仅减少了大量二甲苯的使用，而且水性涂料为不燃烧涂料，生产安全性大大提高，同 时对操作人员的身体也没有危害；水性涂料的使用成本也比油性涂料低；是一种环保、低 VOC含量的新型涂料产品。 作为水性涂料主要成膜物的水性树脂及其制备方法是水性涂料的技术重点。使用 本专利技术的卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂制得的水性涂料，可以很好地解决漆膜附着力 差、固化慢及外观方面的问题。
技术实现思路
为了克服现有的水性涂料漆膜附着力差、固化慢和外观方面的不足，本专利技术提供 了一种。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种卷尺专用水性环氧改性丙烯 酸树脂，它是环氧树脂与丙烯酸树脂的聚合酯化反应产物，经中和、加水得到的水溶解性溶 液，该溶液储存12个月的涂-4杯粘度变化小于5% ；所述环氧树脂的环氧当量为150 6000g/mol ；所述环氧树脂在该溶液总重量中占5 % 70 % ；所述丙烯酸树脂酸价为40 300mgK0H/g，固体含量为30_70% ；所述丙烯酸树脂是下述组分的自由基聚合产物，各组分及其用量如下以重量份 百分比计，含羟基丙烯酸单体5 % 20 %，含羧基丙烯酸类单体5 % 30 %，其他丙烯酸 类单体5% 30%，苯乙烯类单体5% 20%，引发剂0.5% 5%，醇醚类助溶剂30% 70% ；所述聚合酯化反应的催化剂用量为所述环氧树脂以固体的重量份的5% 20%。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述丙烯酸树脂酸价为40 300mgK0H/g°根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述聚合酯化反应的催化剂是有机胺或 无机碱；所述中和使用的中和剂是二甲基乙醇胺、三乙基胺、2-氨基-2-甲基丙醇或氨水中 的一种或几种。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述丙烯酸树脂的组分，其含羟基丙烯 酸类单体是丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种 或几种；其含羧基丙烯酸类单体是丙烯酸或甲基丙烯酸中一种或两种；其他丙烯酸类单体 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、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰 片酯中的一种或几种；其苯乙烯类单体是苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯中的一种或 几种。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述丙烯酸树脂的组分，其引发剂是过 氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和偶氮二异丁腈中的一种或几种；其醇醚类助溶剂是丙二 醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、正丁醇、异丁醇、异丙醇、乙醇中的一种或几种。一种卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂的制备方法，制备步骤具体如下(一)制备丙烯酸树脂(1)按下述配比准备原料(各组分按重量份百分比计)如下含羟基丙烯酸类单体5% 20%，含羧基丙烯酸类单 体5% 30%，其他 丙烯酸类单体5% 30%，苯乙烯类单体5% 20%，引发剂0.5% 5%，醇醚类助溶剂 30% 70% ；(2)制备在反应容器中加入部分配方量的醇醚类助溶剂，搅拌升温至回流温度，在此温度 下滴加由全部配方量的所有单体和部分配方量的引发剂组成的混合物，滴加时间为2 4h，滴加完毕后，在回流温度保温至少0. 5h，再滴加剩余的引发剂和醇醚类助剂的混合物， 滴加完毕后，再在反应温度保温反应2 3h，降温停止反应，制得酸值为40 300mgK0H/g 的丙烯酸树脂，备用；( 二)制备环氧树脂溶液(1)制备环氧树脂溶液将环氧当量为150-6000g/mol的市售环氧树脂与其溶剂在容器内一起加热至溶 解均勻后，再加热下，滴加胺化剂和剩余溶剂的混合物进行胺化，滴加完，再保温至反应结 束，降温，备用；(三)制备水性环氧改性丙烯酸树脂(1)准备原料按环氧树脂在环氧树脂和丙烯酸树脂总重量中占5% 70%的配比，分别称取步 骤(一)制得的丙烯酸树脂和步骤(二)制得的环氧树脂溶液；按步骤(二)制得的环氧 树脂溶液所含固体环氧树脂重量份的5% 20%准备催化酯化应用的催化剂；准备适量中和剂；(2)制备将称取的环氧树脂溶液放入反应器中，加热搅拌均勻后，缓慢滴加称取的催化酯 化用催化剂，升温至反应温度并在此温度进行催化酯化反应至少0. 5h，再加入称取的丙烯 酸树脂，并在此温度进行催化酯化反应，反应完毕降温至80°C 90°C，搅拌下加入中和剂 中和至PH值为7. 8 9. 5，搅拌均勻后降温至60°C 70°C，缓慢滴加去离子水进行中和，搅 拌均勻出料，即制得本专利技术的卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂，其外观为透明液体，储存 12个月的涂-4杯粘度变化小于5%。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤(一)制备丙烯酸树脂使用的其含 羟基丙烯酸类单体是丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯 中的一种或几种；其含羧基丙烯酸类单体是丙烯酸或甲基丙烯酸中一种或两种；其他丙烯 酸类单体是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙 烯酸异冰片酯中的一种或几种；其苯乙烯类单体是苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯中 的一种或几种；其引发剂是过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和偶氮二异丁腈中的一种或 几种；其醇醚类助溶剂是丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、正丁醇、异丁醇、异丙醇、乙 醇中的一种或几种。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤(二)制备环氧树脂溶液使用的市 售环氧树脂是双酚A型；使用的环氧树脂溶剂是醇醚类溶剂；使用的胺化剂是醇胺。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤(三)制备水性环氧改性丙烯酸树 脂使用的催化剂为有机胺类或无机碱类。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括步骤(三)中所述中和剂是二甲基乙醇 胺、三乙基胺、2-氨基-2-甲基丙醇或氨水中的一种或几种。本专利技术的有益效果是，①本专利技术的卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂是一种化 学改性的树脂，它是有具有适当酸价的丙烯酸树脂与具有恰当环氧当量的环氧树脂，经聚 合酯化反应而成，由于所用丙烯酸树脂酸价适当，同时含有羟基和羧基，既可以起到亲水作 用，又能起到固化作用，只需要中和就可以得到储存稳定性好的水性树脂。通过调配所用 丙烯酸树脂组分的各个单体的使用量，可以使树脂成膜后具有优异的干性、硬度、光泽、丰 满度和耐水性；通过调配引发剂的使用量，可以调节所得树脂的粘度，树脂的分子量也更均 勻；②制备本专利技术树脂时，所用环氧树脂是市售的双酚A型环氧树脂配制的树脂溶液，只要 加热进行部分胺化，就可以有效的降低环氧基的官能度，小分子环氧树脂不需要再经过双 酚A扩链步骤，因此，大大简化了制备操作，还便于调控环氧树脂在整个树脂中所占比例， 从而获得环氧树脂所占比例较宽(5 70% )的卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂；③本 专利技术卷尺专用水性环氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷尺专用水性环氧改性丙烯酸树脂，其特征在于，它是环氧树脂与丙烯酸树脂的聚合酯化反应产物，经中和、加水得到的水溶解性溶液，该溶液储存１２个月的涂－４杯粘度变化小于５％；　　所述环氧树脂的环氧当量为１５０～６０００ｇ／ｍｏｌ；　　所述环氧树脂在该溶液总重量中占５％～７０％；　　所述丙烯酸树脂酸价为４０～３００ｍｇＫＯＨ／ｇ，固体含量为３０－７０％；　　所述丙烯酸树脂是下述组分的自由基聚合产物，各组分及其用量如下：以重量份百分比计，含羟基丙烯酸单体５％～２０％，含羧基丙烯酸类单体５％～３０％，其他丙烯酸类单体５％～３０％，苯乙烯类单体５％～２０％，引发剂０．５％～５％，醇醚类助溶剂３０％～７０％；　　所述聚合酯化反应的催化剂用量为所述环氧树脂以固体的重量份的５％～２０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国城，薛明，
申请(专利权)人：常州市科祥化工有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]