【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物，特别地，涉及一种具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
1、由于水性环氧酯树脂涂料具有优良的综合性能，其在中轻度工业防腐领域应用比较广泛。目前市场上的水性环氧酯树脂，通常是采用乙烯基单体改性环氧酯中间体树脂的方法进行制备得到。上述方法首先使用环氧树脂和脂肪酸进行酯化反应得到环氧酯中间体，接着使用含有亲水型乙烯基单体(如丙烯酸)对环氧酯中间体进行接枝共聚，得到可水分散的乙烯基改性水性环氧酯树脂。在使用乙烯基单体对环氧酯进行接枝改性的过程中，一部分乙烯基单体与环氧酯中的油酸链段接枝，形成乙烯基聚合物-环氧酯共聚物；另外有相当大的一部分乙烯基单体发生自聚反应，形成乙烯基单体自聚物。因此，现有技术手段制备的水性环氧酯树脂实际上是一种混合物，主要组分包括乙烯基聚合物-环氧酯共聚物、未接枝聚合的环氧酯聚合物，以及乙烯基单体自聚物。由于乙烯基单体自聚物的分子量较低，乙烯基单体自聚物的相对含量会显著影响水性环氧酯树脂的耐水性和防腐性能。
2、当前，降低水性环氧酯树脂组合物中乙烯基单体自聚物相对含量的一个有效手段，是在环氧酯中间体的制备过程中使用共轭双键含量更高的脂肪酸。然而，在环氧酯制备后期，共轭脂肪酸容易在高温酯化阶段(最高达到200～230℃)产生自聚，导致水性环氧酯树脂黏度迅速增大，从而造成环氧酯中间体合成不易控制。此外，在乙烯基单体与环氧酯中间体共聚过程中，共轭脂肪酸链段由于活性较高而非常容易凝胶。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，所述具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的原料组成，按照原料总质量为100％的百分比计，包括18.82～74.59％的混合单体组分、5～20％的环氧酯中间体a、35～60％的环氧酯中间体b和2.4～5％的中和剂j，所述混合单体组分包括第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分包括如下百分比的下列组分：
3、亲水型乙烯基单体c 2～4.5％；
4、引发剂d 0.01～0.09％；
5、所述第二组分包括如下百分比的下列组分：
6、功能型修补单体e 2.5～12％；
7、非亲水型乙烯基单体f 12～46％；
8、引发剂g 0.25～1.5％；
9、所述第三组分包括如下百分比的下列组分：
10、引发剂h 0.06～0.5％；
11、溶剂i 2～10％。
12、如权利要求1所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，以组成所述环氧酯中间体a的原料总质量为100％的百分比计，所述环氧酯中间体a包括如下百分比的下列组分：
13、
14、可选地，所述脂肪酸l与所述环氧树脂k的摩尔比为(1.9～2.1)：1。
15、可选地，所述脂肪酸l为桐油酸、脱水蓖麻油酸中的至少一种；所述环氧树脂k为双酚a型环氧树脂，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.09～014mol/100g。
16、可选地，所述环氧酯中间体b的原料组成包括脂肪酸p、环氧树脂q、催化剂r、脱水溶剂s和兑稀溶剂t，以所述脂肪酸p与所述环氧树脂q的总质量为100％的百分比计，所述催化剂r的质量百分比为0.1～3％，所述脱水溶剂s的质量百分比为2～10％，所述兑稀溶剂t的质量百分比为30～55％。
17、可选地，所述脂肪酸p与所述环氧树脂q的质量比为(60～122):100。
18、可选地，所述脂肪酸p为油酸、亚油酸、亚麻酸、妥尔油酸、豆油酸中的至少一种，所述环氧树脂q为双酚a型环氧树脂，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.04～0.22mol/100g。
19、可选地，所述亲水型乙烯基单体c为丙烯酸、甲基丙烯酸的至少一种，所述非亲水型乙烯基单体f为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苄酯、苯乙烯中的至少一种。
20、本专利技术实施例的另一目的在于提供一种具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的制备方法。
21、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种可制备上述任一方案提供的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物制备方法，所述具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的制备方法括如下步骤：
22、步骤s01：按照权利要求1至8任一项所述具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物所含的组分分别称取各原料；
23、步骤s02：将环氧酯中间体a与环氧酯中间体b混合，搅拌均匀后得到环氧酯中间体混合组分；
24、步骤s03：将所述环氧酯中间体混合组分升温至110～140℃，向所述环氧酯中间体混合组分中滴加混合单体组分；
25、步骤s04：将滴加有所述混合单体组分的所述环氧酯中间体混合组分，在130～150℃温度条件下保温1～2小时，然后降温至90～100℃，加入中和剂j，即可制备得到具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物。
26、可选地，所述步骤s03中，所述混合单体组分包括第一组分、第二组分和第三组分，在向所述环氧酯中间体混合组分中滴加混合单体组分过程中，先在0.5～1.5小时内滴加第一组分，接着在3～4小时内滴加第二组分，然后将所述环氧酯中间体混合组分的温度调整至130～150℃，再在1～2小时内滴加第三组分。
27、本专利技术实施例中的上述一个或多个技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果之一：
28、本专利技术实施例中的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物或由本专利技术实施例中的制备方法制备的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，通过设计低温开环酯化反应制备得到共轭双键含量较高的环氧酯中间体a，利用环氧酯中间体a中的共轭双键与乙烯基单体共聚活性高的特点，有效提高乙烯基单体和环氧酯中脂肪酸接枝聚合的接枝率，以降低乙烯基单体自聚物的相对含量，从而显著提升水性环氧酯树脂涂层的耐水性和防腐性能。并且，在乙烯基单体和环氧酯中间体进行接枝共聚过程中，采用分段滴加的工艺流程，将第一组分、第二组分、第三组分作为三个组分分别依次进行滴加。在环氧酯中间体的接枝位点较多时，首先进行含有亲水型乙烯基单体c的第一组分的滴加，有效提高亲水型乙烯基单体c的接枝率，从而提升水性环本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的原料组成，按照原料总质量为100％的百分比计，包括18.82～74.59％的混合单体组分、5～20％的环氧酯中间体A、35～60％的环氧酯中间体B和2.4～5％的中和剂J，所述混合单体组分包括第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分包括如下百分比的下列组分：
2.如权利要求1所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，以组成所述环氧酯中间体A的原料总质量为100％的百分比计，所述环氧酯中间体A包括如下百分比的下列组分：
3.如权利要求2所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述脂肪酸L与所述环氧树脂K的摩尔比为(1.9～2.1)：1。
4.如权利要求2或3所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述脂肪酸L为桐油酸、脱水蓖麻油酸中的至少一种；所述环氧树脂K为双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.09～0.14mol/100g。
5.如权利要求1所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于
6.如权利要求5所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述脂肪酸P与所述环氧树脂Q的质量比为(60～122):100。
7.如权利要求5或6所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述脂肪酸P为油酸、亚油酸、亚麻酸、妥尔油酸、豆油酸中的至少一种，所述环氧树脂Q为双酚A型环氧树脂，所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.04～0.22mol/100g。
8.如权利要求1所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述亲水型乙烯基单体C为丙烯酸、甲基丙烯酸的至少一种，所述非亲水型乙烯基单体F为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苄酯、苯乙烯中的至少一种。
9.一种具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤S03中，所述混合单体组分包括第一组分、第二组分和第三组分，在向所述环氧酯中间体混合组分中滴加混合单体组分过程中，先在0.5～1.5小时内滴加第一组分，接着在3～4小时内滴加第二组分，然后将所述环氧酯中间体混合组分的温度调整至130～150℃，再在1～2小时内滴加第三组分。
...【技术特征摘要】
1.一种具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物的原料组成，按照原料总质量为100％的百分比计，包括18.82～74.59％的混合单体组分、5～20％的环氧酯中间体a、35～60％的环氧酯中间体b和2.4～5％的中和剂j，所述混合单体组分包括第一组分、第二组分和第三组分，所述第一组分包括如下百分比的下列组分：
2.如权利要求1所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，以组成所述环氧酯中间体a的原料总质量为100％的百分比计，所述环氧酯中间体a包括如下百分比的下列组分：
3.如权利要求2所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述脂肪酸l与所述环氧树脂k的摩尔比为(1.9～2.1)：1。
4.如权利要求2或3所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述脂肪酸l为桐油酸、脱水蓖麻油酸中的至少一种；所述环氧树脂k为双酚a型环氧树脂，所述双酚a型环氧树脂的环氧值为0.09～0.14mol/100g。
5.如权利要求1所述的具有防腐性的水性环氧酯树脂组合物，其特征在于，所述环氧酯中间体b的原料组成包括脂肪酸p、环氧树脂q、催化剂r、脱水溶剂s和兑稀溶剂t，以所述脂肪酸p与所述环氧树脂q的总质量为100％的百分比计，所述催化剂r的质量百分比为0.1～3％，所述脱水溶剂s的质量百分比为2～10％，所述兑稀溶剂t的质量百分比为30～55％。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：许飞，庄振宇，张汉青，胡中，顾辉旗，左慧明，陈力，祝宝英，刘明，刘睿，吴雪艳，刘汉功，顾斌，胡书方，李思源，
申请(专利权)人：中海油常州涂料化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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