环氧酯预聚物、制备方法及制备的水性环氧酯树脂和方法技术

环氧酯预聚物、制备方法及制备的水性环氧酯树脂和方法，所述环氧酯预聚物包含双酚A环氧树脂、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚、干性油脂肪酸、半干性油脂肪酸、饱和脂肪酸酐、不饱和脂肪酸酐、酯化催化剂和有机溶剂。本发明专利技术还公开了其制备方法。所述水性环氧酯树脂包含乙烯基单体、引发剂、所述环氧酯预聚物、助溶剂、中和剂和水。本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术环氧酯预聚物耐候性能优良、干燥速度快、耐冲击强度高；本发明专利技术水性环氧酯树脂在玻璃化温度、防腐性能和贮存稳定性上都有显著的提高，既可用于防腐底漆又能用于防护面漆；本发明专利技术制备方法工艺简单、稳定，适宜于工业化生产。

Epoxy ester prepolymer, preparation method and preparation of waterborne epoxy ester resin and method

Epoxy ester prepolymer and preparation of waterborne epoxy resin and method and preparation, the epoxy ester prepolymer containing bisphenol A epoxy resin, two polycyclopentadiene two methanol two glycidyl ether, terpene glycol two glycidyl ether, drying oil fatty acid, semi drying oil fatty acids and saturated fatty acid and unsaturated fatty acid anhydride, esterification catalyst and organic solvent. The invention also discloses a preparation method. The aqueous epoxy ester resin includes a vinyl monomer, an initiator, an epoxide prepolymer, a cosolvent, a neutralizer and water. The invention also discloses a preparation method. The invention of epoxy ester prepolymer with excellent weathering resistance, fast drying, high strength impact resistance; the invention of waterborne epoxy resin in glass transition temperature, corrosion resistance and storage stability are improved significantly, which can be used for anti-corrosion primer can be used for protective topcoat; the preparation method of the invention has the advantages of simple process, stable that is suitable for industrialized production.

【技术实现步骤摘要】
环氧酯预聚物、制备方法及制备的水性环氧酯树脂和方法
本专利技术涉及一种环氧酯预聚物、制备方法及制备的水性环氧酯树脂和方法，具体涉及一种环氧酯预聚物、制备方法及制备的单组分自干漆用水性环氧酯树脂和方法。
技术介绍
环氧酯树脂通常具有优良的粘结性、耐盐雾性和良好的自干性，但耐候性能较差；并且水性环氧酯树脂在碱性环境下容易发生水解，影响涂料的贮存稳定性。乙烯基改性环氧酯改善了涂料的贮存稳定性与涂膜的耐候性能，但自干速度慢，涂膜硬度发展慢，影响施工效率；并且光泽低而不适合作面漆。CN101717490A公开了一种松香改性环氧酯树脂及制备方法，是将环氧树脂与增韧剂、扩链剂、不饱和脂肪酸松香反应而成。虽然所制备的环氧酯树脂具有较高的玻璃态温度，干燥快，并具有良好的机械性能和优异的耐化学介质性能，可用作防腐漆的成膜物质。但是，松香成分复杂，质量不稳定，使得所制备的环氧酯树脂的质量难以控制，且该方案所制树脂耐候性能差，不适合用于面漆。CN102391439A公开了一种环氧酯改性的水性醇酸树脂及其制备方法，包括：醇酸树脂的制备、环氧酯的合成和环氧酯改性醇酸树脂的合成，是将质量比为0.2:1～0.5:1的环氧酯与基础醇酸树脂、有机锡类催化剂1～3份、二甲苯5～15份搅拌混合，在180℃回流反应1～2h，直至测得的酸值低于7mgKOH/g时即可；还包括改性醇酸树脂的水性化。该方法所得产物既保持了醇酸树脂的漆干性、光泽性、耐久性、柔韧性、硬度和较好的溶解性等优异性能，又具有环氧酯优良的粘结性、耐盐雾性和良好的自干性，能保证涂膜具有优良的耐溶剂性和耐化学品性能。但是，该方案不适用于水性涂料体系，原因在于水性化之后的碱性条件会导致醇酸树脂与环氧酯树脂水解，从而造成贮存稳定性变差。CN104479087A公开了一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用，是将环氧树脂、植物油、2/3质量份的不饱和脂肪酸经高温酯化到设计的酸值范围，再加入剩余的1/3质量份的不饱和脂肪酸，制成环氧酯树脂，再滴加乙烯基单体与引发剂的混合物进行改性；反应完毕后降温加入助溶剂、中和剂，最后用去离子水稀释。虽然该树脂可用于防锈底漆，但是，所用植物油属于脂肪酸甘油酯，不能与环氧树脂反应，只能与不饱和脂肪酸发生加成反应，过程不易控制，容易发生凝胶。CN106674441A公开了一种水溶性丙烯酸改性环氧酯树脂及其制备方法，是将有机硅改性环氧酯预聚物与乙烯基单体进行接枝共聚反应。但是，该树脂含有硅材料，使得制成的涂料成膜后表面能较低，因而重涂性能差，仅适用于防护面漆。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种耐候性能优良、干燥速度快、耐冲击强度高的环氧酯预聚物。本专利技术进一步所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺简单、稳定，适宜于工业化生产的的环氧酯预聚物的制备方法。本专利技术再进一步所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种涂膜干燥速度快、涂膜硬度发展快、防腐性能优良、涂膜光泽高，既可用于防腐底漆又能用于防护面漆的水性环氧酯树脂。本专利技术更进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺简单、稳定，适宜于工业化生产的水性环氧酯树脂的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种环氧酯预聚物，包含双酚A环氧树脂、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚、干性油脂肪酸、半干性油脂肪酸、饱和脂肪酸酐、不饱和脂肪酸酐、酯化催化剂和有机溶剂。双酚A环氧树脂与萜二醇二缩水甘油醚，有利于提高产品的防腐性能；二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚与干性油脂肪酸有利于提高树脂成膜物的玻璃化温度，加快涂膜的干燥速度与硬度发展速度；二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚与脂肪酸有助于增强树脂涂膜的耐候性能；脂肪酸、饱和脂肪酸酐有助于提高树脂涂膜的光泽。优选地，所述环氧酯预聚物各组分的重量份为：双酚A环氧树脂155～175份、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚10～30份、萜二醇二缩水甘油醚10～30份、干性油脂肪酸95～105份、半干性油脂肪酸95～105份、饱和脂肪酸酐1～5份、不饱和脂肪酸酐1～3份、酯化催化剂0.10～0.30份、有机溶剂170～210份。优选地，所述双酚A环氧树脂为E-51型、E-44型、E-20型或E-12型环氧树脂等中的一种或几种。优选地，所述干性油脂肪酸为亚油酸、亚麻油酸、桐油酸、高碘值妥尔油脂肪酸或脱水蓖麻油脂肪酸等中的一种或两种。所述高碘值妥尔油脂肪酸的碘值范围为150～160。优选地，所述半干性油脂肪酸为大豆油脂肪酸和/或低碘值妥尔油脂肪酸等。所述低碘值妥尔油脂肪酸的碘值范围为120～135。优选地，所述饱和脂肪酸酐为六氢苯酐、甲基六氢苯酐或纳迪克酸酐等中的一种或几种。优选地，所述不饱和脂肪酸酐为马来酸酐和/或富马酸酐等。优选地，所述酯化催化剂为氧化锌或正丁基氧化锡等。优选地，所述有机溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丙醚或丙二醇丁醚等中的一种或几种。本专利技术进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种环氧酯预聚物的制备方法，将双酚A环氧树脂、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚、干性油脂肪酸和半干性油脂肪酸混合搅拌，进行第一次加热反应，降温后，再加入饱和脂肪酸酐、不饱和脂肪酸酐和酯化催化剂混合搅拌，进行第二次加热反应，降温，最后加入有机溶剂，即成。环氧酯预聚物的制备过程既有加成酯化反应，也有缩合酯化反应，而加成酯化反应过程不生成水，易于进行，有利于缩短工艺流程。优选地，所述第一次加热反应的温度为180～200℃，时间为1～3h。优选地，第一次加热反应后，降温至145～155℃。优选地，所述第二次加热反应的温度为190～210℃，反应至酸值≤10mgKOH/g为止。优选地，第二次加热反应后，降温至80～100℃。本专利技术再进一步解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种水性环氧酯树脂，包含乙烯基单体、引发剂、所述环氧酯预聚物、助溶剂、中和剂和水。环氧酯预聚物可增强树脂的防腐性能而不影响贮存稳定性能；乙烯基单体与该预聚物的接枝共聚形成的丙烯酸树脂部分，通过包覆作用保护环氧酯树脂的酯键，显著提高了树脂的贮存稳定性，并且含硝基的乙烯基单体能使得树脂涂膜具有更好的硬度与防腐性能；引发剂可促进乙烯基单体与环氧酯的接枝聚合反应；助溶剂属于亲水性的有机溶剂，能提高树脂的溶解程度，具有微弱的乳化作用，改善树脂的贮存稳定性；中和剂使得树脂中和成盐获得水溶性。优选地，所述水性环氧酯树脂各组分的重量份为：乙烯基单体200～260份（更优选220～240份）、引发剂18～26份（更优选19～22份）、所述环氧酯预聚物500～550份（更优选510～540份）、助溶剂95～105份（更优选96～102份）、中和剂10～20份（更优选12～19份）、水770～790份（更优选772～780份）。所述乙烯基单体的用量若过多，则大量乙烯基单体与环氧酯预聚物中的不饱和双键发生反应，制成的树脂分子量较大、粘度显著增加，生产工艺难以控制，可能发生凝胶，而乙烯基单体的用量若过少，则接枝共聚物不足以对主链酯键形成保护作用，将影响树脂的贮存稳定性，并且树脂分子量过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧酯预聚物，其特征在于，包含双酚A环氧树脂、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚、干性油脂肪酸、半干性油脂肪酸、饱和脂肪酸酐、不饱和脂肪酸酐、酯化催化剂和有机溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种环氧酯预聚物，其特征在于，包含双酚A环氧树脂、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚、干性油脂肪酸、半干性油脂肪酸、饱和脂肪酸酐、不饱和脂肪酸酐、酯化催化剂和有机溶剂。2.根据权利要求1所述环氧酯预聚物，其特征在于，所述各组分的重量份为：双酚A环氧树脂155～175份、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚10～30份、萜二醇二缩水甘油醚10～30份、干性油脂肪酸95～105份、半干性油脂肪酸95～105份、饱和脂肪酸酐1～5份、不饱和脂肪酸酐1～3份、酯化催化剂0.10～0.30份、有机溶剂170～210份。3.根据权利要求1或2所述环氧酯预聚物，其特征在于：所述双酚A环氧树脂为E-51型、E-44型、E-20型或E-12型环氧树脂中的一种或几种；所述干性油脂肪酸为亚油酸、亚麻油酸、桐油酸、高碘值妥尔油脂肪酸或脱水蓖麻油脂肪酸中的一种或两种；所述半干性油脂肪酸为大豆油脂肪酸和/或低碘值妥尔油脂肪酸；所述饱和脂肪酸酐为六氢苯酐、甲基六氢苯酐或纳迪克酸酐中的一种或几种；所述不饱和脂肪酸酐为马来酸酐和/或富马酸酐；所述酯化催化剂为氧化锌或正丁基氧化锡；所述有机溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丙醚或丙二醇丁醚中的一种或几种。4.一种如权利要求1～3之一所述环氧酯预聚物的制备方法，其特征在于：将双酚A环氧树脂、二聚环戊二烯二甲醇二缩水甘油醚、萜二醇二缩水甘油醚、干性油脂肪酸和半干性油脂肪酸混合搅拌，进行第一次加热反应，降温后，再加入饱和脂肪酸酐、不饱和脂肪酸酐和酯化催化剂混合搅拌，进行第二次加热反应，降温，最后加入有机溶剂，即成。5.根据权利要求4所述环氧酯预聚物的制备方法，其特征在于：所述第一次加热反应的温度为180～200℃，时间为1～3h；第一次加热反应后，降温至145～155℃；所述第二次加热反应的温度为190～210℃，反应至酸值≤10mgKOH/g为止；第二次加热反应后，降温至80～100℃。6.一种水性环氧酯树脂，其特征在于：包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志高，胡沩，王刚毅，徐祥麟，
申请(专利权)人：湘江涂料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43