一种环氧-丙烯酸酯复合乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧‑丙烯酸酯复合乳液的制备方法，第一步采用含活泼氢的丙烯酸单体对环氧树脂改性，通过调控活泼氢与环氧基的反应比例，使得改性后的环氧树脂的链段上既带有双键，又保留部分环氧基；第二步采用核壳乳液聚合法，制备含环氧基团丙烯酸酯聚合物(内核)‑“惰性”聚丙烯酸酯(中间层)‑含羧基(氨基)丙烯酸酯聚合物(外壳)结构的高环氧树脂含量单组份自交联稳定型水性环氧‑丙烯酸酯复合乳液。本发明专利技术提供了一种操作简单的制备方法，有效解决水性环氧树脂存在稳定性和耐腐蚀性难以同时兼顾的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机高分子材料合成领域，具体涉及一种环氧-丙烯酸酯复合乳液及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂涂料是一种应用极为广泛的涂料，但随着环保法规的日趋严格，溶剂型环氧树脂涂料应用越来越受限制。国内外许多研究者试图用机械法、外加乳化剂法、接枝法将溶剂型环氧树脂改性成水性环氧树脂，但是单一品种树脂制备的水性涂料在性能上无法与溶剂型涂料抗衡。环氧树脂-丙烯酸酯(环氧-丙烯酸酯)复合乳液结合了环氧树脂和丙烯酸酯树脂的优点，是目前水性环氧树脂涂料的研究热点。然而，由于环氧树脂的疏水性，在乳液聚合的条件下，很难制备高环氧树脂含量稳定型的环氧-丙烯酸酯复合乳液。另一方面，水性环氧树脂存在稳定性和耐腐蚀性难以同时兼顾的难题，难以实现单组份自交联。总的来说，环氧-丙烯酸酯复合乳液存在的三个主要问题：(1)环氧树脂含量低；(2)贮存期短；(3)不能够单组份室温自交联。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种稳定、单组份自交联和耐腐蚀性好的环氧-丙烯酸酯复合乳液。本专利技术的另一目的是提供一种环氧-丙烯酸酯复合乳液的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种环氧丙-烯酸酯复合乳液，包括以下重量份数组分：优选的，所述环氧-丙烯酸酯复合乳液，包括以下重量份数组分：所述改性环氧树脂由包括以下重量份数组分制成：所述改性环氧树脂由包括如下步骤的制备方法制成：(1)按重量份称取环氧树脂50份和阻聚剂0.05-0.15份，搅拌均匀，得到釜料；(2)按重量份称取催化剂0.2-0.3份和丙烯酸4.18-12.54份，将催化剂溶入丙烯酸，得到溶有催化剂的丙烯酸单体；(3)待步骤(1)釜料升温至70-80℃，均匀滴加步骤(2)的丙烯酸单体，控制时间在30-60min内滴完，保温30min，然后升温至75-80℃，保温反应3-4h，至酸值小于0.03mg/g，得到改性环氧树脂。优选的，所述的环氧树脂与丙烯酸的摩尔比为1：1.5-1：0.5。优选的，所述的环氧树脂与丙烯酸的摩尔比为1：1。优选的，所述的阻聚剂可以为对苯二酚。优选的，所述的催化剂为N，N-二甲基甲酰胺或三苯基膦。所述的乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂复配得到，其中阴离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵和烷基二苯醚磺酸二钠盐，非离子乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚；所述的引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。一种环氧-丙烯酸酯复合乳液的制备方法，包括的步骤如下：(1)将占乳化剂总量40％的烷基二苯醚磺酸二钠盐和占固含量0.4％的碳酸氢钠分别溶于配方用量的去离子水中混合，加热至80℃后，加入占引发剂总量37.5％的引发剂，得到釜料a；(2)取占甲基丙烯酸甲酯总量68％的甲基丙烯酸甲酯和占丙烯酸丁酯总量53％的丙烯酸丁酯，混合后溶入配方用量的改性树脂，得溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a；(3)将釜料a加热至78-82℃后，在2-2.5h内均匀滴加步骤(2)的溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a，同时在3.3-3.8h内滴加溶有占引发剂总量25％的引发剂和占乳化剂总量25％的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵水溶液，溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a滴完后保温反应20min，得到釜料b；(4)取占甲基丙烯酸甲酯总量6.5％的甲基丙烯酸甲酯和占丙烯酸丁酯总量6.5％的丙烯酸丁酯，混合得到甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体b；(5)在釜料b温度为78-82℃的条件下，在1h内均匀滴加步骤(4)的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体b，保温反应15min，得到釜料c；(6)在釜料c温度为78-82℃的条件下，在1.5-2h内，按配方用量均匀滴加甲基丙烯酸以及由剩余配方用量的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯组成的混合单体c，同时滴加溶有占引发剂总量37.5％的引发剂和占乳化剂总量15％的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵和占乳化剂总量20％的烷基酚聚氧乙烯醚的水溶液；(7)引发剂溶液滴完后,保温20min，升温到85℃后保温15min，出料即得单组分自交联水性环氧-丙烯酸酯乳液。一种环氧-丙烯酸酯复合乳液的制备方法，其包括的完整步骤如下：A.改性环氧树脂的制备：A1.按重量份称取环氧树脂50份和阻聚剂0.05-0.15份，搅拌均匀，得到釜料；A2.按重量份称取催化剂0.2-0.3份和丙烯酸4.18-12.54份，将催化剂溶入丙烯酸，得到溶有催化剂的丙烯酸单体；A3.待步骤A1釜料升温至70-80℃，均匀滴加步骤A2的丙烯酸单体，控制时间在30-60min内滴完，保温30min，然后升温至75-80℃，保温反应3-4h，至酸值小于0.03mg/g，得到改性环氧树脂。B.乳液聚合反应：B1.按重量份称取改性环氧树脂4.5-10.8份、乳化剂1.6-3份、引发剂0.27-0.45份、甲基丙烯酸甲酯35.5-41.3份、丙烯酸丁酯39.8-46份、甲基丙烯酸0.8-1.5份、去离子水105-120份；B2.将占乳化剂总量40％的烷基二苯醚磺酸二钠盐和占固含量0.4％的碳酸氢钠分别溶于配方用量的去离子水中混合，加热至80℃后，加入占引发剂总量37.5％的引发剂，得到釜料a；B3.取占甲基丙烯酸甲酯总量68％的甲基丙烯酸甲酯和占丙烯酸丁酯总量53％的丙烯酸丁酯，混合后溶入配方用量的改性树脂，得溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a；B4.将釜料a加热至78-82℃后，在2-2.5h内均匀滴加步骤B3的溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a，同时在3.3-3.8h内滴加溶有占引发剂总量25％的引发剂和占乳化剂总量25％的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵水溶液，溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a滴完后保温反应20min，得到釜料b；B5.取占甲基丙烯酸甲酯总量6.5％的甲基丙烯酸甲酯和占丙烯酸丁酯总量6.5％的丙烯酸丁酯，混合得到甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体b；B6.在釜料b温度为78-82℃的条件下，在1h内均匀滴加步骤B5的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体b，保温反应15min，得到釜料c；B7.在釜料c温度为78-82℃的条件下，在1.5-2h内，按配方用量均匀滴加甲基丙烯酸以及由剩余配方用量的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯组成的混合单体c，同时滴加溶有占引发剂总量37.5％的引发剂和占乳化剂总量15％的烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵和占乳化剂总量20％的烷基酚聚氧乙烯醚的水溶液；B8.引发剂溶液滴完后,保温20min，升温到85℃后保温15min，出料即得单组分自交联水性环氧-丙烯酸酯乳液。优选的，所述烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵可以是烷基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐CO-436,。优选的，所述烷基二苯醚磺酸二钠盐可以是十二烷基二苯醚二磺酸钠(DSB)。优选的，所述烷基酚聚氧乙烯醚可以是OP-10。优选的，所述的引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。优选的，所述步骤B3中的改性环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的质量比为1:3.61:3.19。优选的，所述步骤B5中的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的质量比为1:1.12。优选的，所述步骤B7中的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的质量比为1:10:17.5。本专利技术提出运用结构设计思想制备稳定的高环氧树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧‑丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，包括以下重量份数组分：

【技术特征摘要】
1.一种环氧-丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，包括以下重量份数组分：2.根据权利要求1所述的一种环氧-丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，包括以下重量份数组分：3.根据权利要求1或2所述的一种环氧-丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，所述改性环氧树脂由包括以下重量份数组分制成：4.根据权利要求1或2所述的一种环氧-丙烯酸酯复合乳液，其特征在于，所述改性环氧树脂由包括如下步骤的制备方法制成：(1)按重量份称取环氧树脂50份和阻聚剂0.05-0.15份，搅拌均匀，得到釜料；(2)按重量份称取催化剂0.2-0.3份和丙烯酸4.18-12.54份，将催化剂溶入丙烯酸，得到溶有催化剂的丙烯酸单体；(3)待步骤(1)釜料升温至70-80℃，均匀滴加步骤(2)的丙烯酸单体，控制时间在30-60min内滴完，保温30min，然后升温至75-80℃，保温反应3-4h，至酸值小于0.03mg/g，得到改性环氧树脂。5.根据权利要求4所述的一种环氧-丙烯酸酯复合乳液的制备方法，其特征在于，所述的环氧树脂与丙烯酸的摩尔比为1：1.5-1：0.5。6.一种环氧-丙烯酸酯复合乳液的制备方法，其特征在于，包括的步骤如下：包括的步骤如下：(1)将占乳化剂总量40％的烷基二苯醚磺酸二钠盐和占固含量0.4％的碳酸氢钠分别溶于配方用量的去离子水中混合，加热至80℃后，加入占引发剂总量37.5％的引发剂，得到釜料a；(2)取占甲基丙烯酸甲酯总量68％的甲基丙烯酸甲酯和占丙烯酸丁酯总量53％的丙烯酸丁酯，混合后溶入配方用量的改性树脂，得溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a；(3)将釜料a加热至78-82℃后，在2-2.5h内均匀滴加步骤(2)的溶有改性树脂的甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯混合单体a，同时在3.3-3.8h内滴加溶有占引发剂总量25％的引发剂和占乳化剂总量25％的烷基酚聚氧乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，张智力，
申请(专利权)人：湖北佳记合成材料股份有限公司，黄冈师范学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42