【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂料，尤其是涉及一种水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂及其制备方法和涂料。
技术介绍
1、脂肪酸与环氧树脂所制备的环氧酯结合了醇酸树脂与环氧树脂的优点，其涂膜具有室温自交联性能，耐腐蚀性能、附着力以及颜料润湿性能优异，是重要的防腐蚀涂料的成膜物质。随着环保意识的不断加强，对涂料行业中挥发性有机化合物(voc)排放有了较严格的限制，水性涂料的开发已成为涂料发展的方向。
2、环氧酯作为涂料用树脂中一种常见且重要的类型，不能溶解或分散在水中，在用作涂料时常常需要使用大量的有机溶剂，而有机溶剂不仅价格高，而且具有挥发性，危害施工人员的身体健康以及对生态环境产生污染和破坏。所以环氧酯的水性化已成为环氧酯涂料持续发展的方向。目前使用较多的是利用丙烯酸改性环氧酯，将亲水性的羧基引入分子链中，实现其水性化。
3、然而，目前制备的丙烯酸改性水性环氧酯存在生物基脂肪酸含量低、溶剂含量大及黏度大等问题。
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提供水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，具有生物基脂肪酸含量高、溶剂含量低且黏度小等优势。
2、本专利技术的另一目的在于提供水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂的制备方法。
3、本专利技术的又一目的在于提供一种涂料。
4、为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术一方面提供了水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，主要由按重量份数计的如下组分制得：
5、环氧酯20～40份
6、所述第一单体为乙烯基类单体和/或(甲基)丙烯酸酯类单体；所述第二单体包括(a)(甲基)丙烯酸，以及(b)(甲基)丙烯酸酯类单体和/或乙烯基类单体；
7、所述杂化树脂的制备中，所述环氧酯先与第一单体进行反应至少0.5h后，再与所述第二单体进行反应；
8、所述环氧酯主要由按重量份数计的如下组分制得：
9、环氧树脂35～50份、共轭双键型脂肪酸1～12份、非共轭双键型脂肪酸35～50份、抗氧剂0.1～0.3份和催化剂0.5～2份；
10、所述引发剂包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和二叔戊基过氧化物。
11、在本专利技术的具体实施方式中，所述共轭双键型脂肪酸与所述非共轭双键型脂肪酸的质量比为(7～13)﹕43。
12、在本专利技术的具体实施方式中，所述共轭双键型脂肪酸包括桐油酸、松香、妥尔油脂肪酸、共轭葵花油酸和脱水蓖麻油酸中的至少一种；所述非共轭双键型脂肪酸包括油酸、大豆油酸、亚油酸、亚麻酸、妥尔油脂肪酸、共轭葵花油酸和脱水蓖麻油酸中的至少一种。
13、在本专利技术的具体实施方式中，所述环氧树脂包括e-51、e-44、e-20、e-12和e-06中的至少一种。
14、在本专利技术的具体实施方式中，所述第一单体和所述第二单体中的(甲基)丙烯酸酯类单体各自独立地选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、双丙酮丙烯酰胺和乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。
15、在本专利技术的具体实施方式中，所述第一单体和所述第二单体中的乙烯基类单体各自独立地选自苯乙烯、醋酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三异丙氧基硅烷中的至少一种。
16、在本专利技术的具体实施方式中，所述过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和所述二叔戊基过氧化物的质量比为1﹕(1～8)，优选为1﹕(1～2)。
17、在本专利技术的具体实施方式中，所述溶剂包括乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、n-甲基吡咯烷酮和甲基异丁基酮中的至少一种。
18、在本专利技术的具体实施方式中，所述中和剂包括氨水、三乙胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺和2-氨基-2-甲基丙醇中的至少一种。
19、在本专利技术的具体实施方式中，所述环氧酯的制备方法包括：
20、所述环氧树脂、所述共轭双键型脂肪酸、所述非共轭双键型脂肪酸、所述抗氧剂和所述催化剂搅拌升温至140～160℃后保温1～1.5h后；加入共沸溶剂后升温至210～225℃，当体系酸值降至10mg koh/g以下时，降温至180℃以下抽出共沸溶剂至固含≥99％，继续降温得到所述环氧酯。
21、本专利技术还提供了上述任意一种所述水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂的制备方法，包括如下步骤：
22、(a)向升温至125～145℃的环氧酯中加入第一部分溶剂、第一单体和第一部分引发剂，保温反应0.5～1h；然后加入第二单体、第二部分溶剂和第二部分引发剂，保温反应0.5～1h后，补加余量溶剂和余量引发剂继续反应1～2h；
23、(b)将步骤(a)得到的物料降温至75～95℃，加入中和剂反应0.5～1h后，加入水转相。
24、在本专利技术的具体实施方式中，所述第一部分引发剂包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和二叔戊基过氧化物。进一步地，所述过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和所述二叔戊基过氧化物的质量比为(0.5～6)﹕2。
25、在本专利技术的具体实施方式中，所述第二部分引发剂和所述余量引发剂为二叔戊基过氧化物。
26、在本专利技术的具体实施方式中，所述第一部分引发剂、所述第二部分引发剂和所述余量引发剂的质量比为(2.5～3.5)﹕(0.8～1.2)﹕1。
27、本专利技术还提供了一种涂料，包括上述任意一种所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
29、(1)本专利技术的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂具有生物基脂肪酸含量高、溶剂含量低、黏度小和储存稳定性长的优点，解决了现有技术中丙烯酸改性水性环氧酯产品由于溶剂含量高及黏度大等缺点而导致的应用领域受限的问题。
30、(2)本专利技术的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂在制成涂料用于金属等材料的表面涂层时，可显著缩短干燥时间，并提高成膜后的硬度、光泽度、附着力和抗冲击性。
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1.水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制得：
2.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述共轭双键型脂肪酸与所述非共轭双键型脂肪酸的质量比为(7～13)﹕43。
3.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述共轭双键型脂肪酸包括桐油酸、松香、妥尔油脂肪酸、共轭葵花油酸和脱水蓖麻油酸中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述第一单体和所述第二单体中的(甲基)丙烯酸酯类单体各自独立地选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、双丙酮丙烯酰胺和乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和所述二叔戊基过氧化物的质量比为1﹕(1～8)；
6.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述溶剂包括乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二
7.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述环氧酯的制备方法包括：
8.权利要求1～7任一项所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一部分引发剂包括过氧化-2-乙基己酸叔丁酯和二叔戊基过氧化物；
10.一种涂料，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂或权利要求8～9任一项所述的制备方法制得的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂。
...【技术特征摘要】
1.水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制得：
2.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述共轭双键型脂肪酸与所述非共轭双键型脂肪酸的质量比为(7～13)﹕43。
3.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述共轭双键型脂肪酸包括桐油酸、松香、妥尔油脂肪酸、共轭葵花油酸和脱水蓖麻油酸中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂，其特征在于，所述第一单体和所述第二单体中的(甲基)丙烯酸酯类单体各自独立地选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、双丙酮丙烯酰胺和乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的水性环氧酯/丙烯酸杂化树脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁永波，申亮，张宇辰，刘仁，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：
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