【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水性树脂，具体涉及一种水性丙烯酸酯防锈树脂及其制备方法。
技术介绍
1、随着水性技术的发展，水性涂料在金属轻防腐方面的应用也越来越广泛。由于金属在冶炼过程中含有极少量杂质，当水性涂料刷在金属表面时，由水性涂料中的水、水性涂料中的少量电解质、金属及金属内的杂质形成原电池，很容易造成金属表面的电化学腐蚀，出现闪锈。涂料在金属表面干燥后形成保护层，可持续保护金属不被水和氧气侵蚀，在长期使用过程中，由于涂层的老化、机械破坏或涂层与基材附着力差、自身致密性不足等因素影响，涂层内部的金属依然被环境中的水、氧气等侵蚀。
2、这两类问题是水性涂料对金属的最常见锈蚀。闪锈问题通常是通过添加抗闪锈助剂解决。常规的抗闪锈助剂有无机和有机小分子化合物，如亚硝酸钠、钼酸钠、铬酸锶、苯并三氮唑、苯并异噻唑啉衍生物、烷基咪唑及巯基苯并咪唑等，这些抗闪锈助剂由于后期保护能力差或环保性能不佳，受到市场诟病。后期防锈通常是通过添加防锈颜填料等实现。常规防锈颜填料有氧化锌，锌改性磷酸盐，三聚磷酸盐等，通常防锈填料的密度较大，耐水差，与乳液的配伍性不佳，易造成填料返粗等问题，影响后期施工。
3、cn105949366a提供了一种金属防锈乳液，所述乳液的原料包括35-55wt%的乙烯基单体，1.5-5wt%丙烯酸磷酸酯和活性有机硅烷混合物，0.5-3wt%丙烯酸或甲基丙烯酸与丙烯酰胺的混合物以及1-7wt%含有膦酸基和磺酸基的混合乳化剂，0.01-1%磺化埃洛石纳米管，0.1-0.3wt%引发剂，0.05-2.5wt% ph调节剂及
4、cn112538137b公开了一种水性防锈聚合物，所述聚合物由（甲基）丙烯腈，甲基丙烯酸酯或苯乙烯和具有螯合作用的衣康酸在100-150℃下进行聚合，在聚合时使用链转移剂使分子量在3000-10000之间，之后以氨水或c1-c4的烷基胺在催化剂作用下于120-150℃反应得到。所述聚合物对于防止施工时的闪锈有很好的作用，并且作为添加剂用于水性涂料体系，可以极大提高漆膜的耐水性和防锈性能，尤其是提高耐盐雾性能具有显著的效果。但所述聚合物在聚合时的温度超过（甲基）丙烯腈的沸点，需使用高压反应釜进行反应，对设备和操作人员的要求较高；并且由于所述聚合物分子量低，单独作为抗腐蚀材料，其形成的膜强度不足，无法满足金属表面涂层强度要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术不足，提供一种水性丙烯酸酯防锈树脂及其制备方法。所述水性丙烯酸酯防锈树脂的典型结构式描述如下：
2、
3、其中所述r1和r2为h；r3，r4，r5，r6和r7分别独立为h，甲基，乙基中的一种；r8，r9，r10和r11分别独立为h，甲基，乙基，正丁基，2-乙基己基，十八烷基和异冰片基中的一种；a=1或2；b，c，d和e分别依据配方用量独立为0-100的自然数；f为0-8的自然数。
4、本专利技术还提供了所述水性丙烯酸酯防锈树脂的制备方法，包括如下步骤：
5、步骤1：以重量份数计，在25-30℃，将130份乙酰乙酸乙酯和400-500份乙醇加入反应釜中搅拌，滴加62.5-65份80wt%水合肼溶液，滴加结束后搅拌0.5-1小时；依次加入56-175份烯基醛，66-72份丙二腈，搅拌均匀后加入13-17份催化剂purolite®cta193plus，反应8-12小时，滤出催化剂；加入50-80份乙醇洗涤催化剂，将洗涤液和滤液迅速倒入3000-4000份去离子水中，得到大量沉淀，过滤并以400份55wt%乙醇水溶液洗涤沉淀，室温真空干燥沉淀得到烯基吡喃并[2,3-c]吡唑衍生物。
6、步骤2：以重量份数计，将126-140份磷酸二氢盐和200-250份去离子水加入反应釜中，升温至75-85℃，用25wt%氨水调节ph=6-6.5，滴加92.5份环氧氯丙烷，保温6-9小时直至环氧氯丙烷相消失，降温至20-30℃；接着将68-104份步骤1所得的烯基吡喃并[2,3-c]吡唑衍生物溶于500份二氯甲烷后，继续加入反应釜中，加入10-15份相转移催化剂peg400，升温至33-38℃，在800rpm搅拌状态下，在1-2小时内缓慢滴入300-320份40wt%氢氧化钠溶液，保温4-6小时；降温至20-30℃，静置分层，以1000份1mol/l盐酸洗涤有机相后，以1000份去离子水洗涤有机相3次，弃去水相，以150份25wt%氨水加入有机相搅拌0.5-1小时，弃去水相，常温下减压蒸馏除去二氯甲烷，得到烯基吡喃并[2,3-c]吡唑磷酸酯铵盐。
7、步骤3：以重量份数计，将5-7份反应型乳化剂溶于180-210份去离子水，滴加由200-230份短链混合单体和3-5份不饱和羧酸组成的混合单体，600-800rpm搅拌0.5-1小时，得预乳液a；将10-15份反应型乳化剂溶于160-190份去离子水，滴加由30份烯基吡喃并[2,3-c]吡唑磷酸酯铵盐，140-160份短链混合单体，8-10份不饱和羧酸，15-18份长链丙烯酸酯单体，18-25份环状丙烯酸酯单体组成的混合单体，600-800rpm搅拌0.5-1小时，得预乳液b；
8、步骤4：以重量份数计，取100-150份去离子水，加入5-10份反应型乳化剂和0.5-1份水性引发剂，搅拌均匀并升温至70-90℃，加入预乳液a的5wt%，反应0.3-0.5小时后，同时滴入剩余的预乳液a和溶有1-1.5份水性引发剂的20份引发剂水溶液，滴加持续2-3小时；预乳液a滴加完毕后继续滴加预乳液b和溶有0.4-0.6份水性引发剂的20份引发剂水溶液，滴加持续1-2小时，滴加完成后继续保温2-3小时，降温至20-30℃，加入25wt%氨水调节ph=7-9，以500目滤网过滤除去凝胶，即得水性丙烯酸酯防锈树脂。
9、优选地，所述烯基醛为丙烯醛，2-甲基丙烯醛，2-乙基丙烯醛，4-戊烯醛和10-十一烯醛中的一种；
10、优选地，所述磷酸二氢盐为磷酸二氢铵，磷酸二氢钠和磷酸二氢钾中的一种；
11、优选地，所述反应型乳化剂优选上海忠诚化工onist nrs-10和onist m-30s中的一种；
12、优选地，所述短链混合单体为醋酸乙烯酯，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸正丁酯，丙烯酸-2-乙基己基酯和甲基丙烯酸-2-乙基己基酯中的两种或两种以上组合物；
13、优选地，所述不饱和羧酸为甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种；
14、优选地，所述长链丙烯酸酯单体为丙烯酸十八烷基酯和甲基丙烯酸十八烷基酯中的一种；
15、优选地，所述环状丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种；
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1.一种水性丙烯酸酯防锈树脂，其特征在于：所述水性丙烯酸酯防锈树脂的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸酯防锈树脂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述烯基醛为丙烯醛，2-甲基丙烯醛，2-乙基丙烯醛，4-戊烯醛和10-十一烯醛中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述磷酸二氢盐为磷酸二氢铵，磷酸二氢钠和磷酸二氢钾中的一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述反应型乳化剂为上海忠诚化工ONIST NRS-10和ONIST M-30S中的一种。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述短链混合单体为醋酸乙烯酯，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸正丁酯，丙烯酸-2-乙基己基酯和甲基丙烯酸-2-乙基己基酯中的两种或两种以上组合物；所述不饱和羧酸为甲基丙烯酸和丙烯酸中的一种。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述长链丙烯酸酯单体为丙烯酸十八烷基酯和甲基
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述环状丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述水性引发剂为过硫酸钾，过硫酸钠和过硫酸铵中的一种。
10.根据权利要求1所述的水性丙烯酸酯防锈树脂的应用，其特征在于：所述水性丙烯酸酯防锈树脂作为成膜剂应用于金属基材表面保护，或者与常规水性树脂配合使用，达到防止金属基材锈蚀的效果。
...【技术特征摘要】
1.一种水性丙烯酸酯防锈树脂，其特征在于：所述水性丙烯酸酯防锈树脂的结构式如下：
2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸酯防锈树脂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述烯基醛为丙烯醛，2-甲基丙烯醛，2-乙基丙烯醛，4-戊烯醛和10-十一烯醛中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述磷酸二氢盐为磷酸二氢铵，磷酸二氢钠和磷酸二氢钾中的一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述反应型乳化剂为上海忠诚化工onist nrs-10和onist m-30s中的一种。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述短链混合单体为醋酸乙烯酯，丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱元进，朱晨阳，唐晓东，郭明德，林学辉，陈国栋，
申请(专利权)人：福建华夏蓝新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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