CN107987232A - 水溶性量子环氧丙烯酸乳液及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其主要由下述以质量份计的原料制成：丙烯酸酯类单体30‑90份、引发剂0.1‑5份、1‑4C单元醇15‑80份、环氧树脂1‑40份、无机纳米材料5‑15份、水1‑20份。相应地，本发明还公开了一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液的制备方法和应用。采用本发明，所述水溶性量子环氧丙烯酸乳液环保节能，显著提高了耐水煮性能，耐盐雾性能，硬度以及金属、玻璃附着力。

Description

水溶性量子环氧丙烯酸乳液及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及表面保护漆技术领域，特别涉及一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液及其制备方法，以及水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆和非金属漆中的应用。

背景技术

随着环保要求的日益严格，现已开发出来的水溶性丙烯酸树脂被得到重视。现有的水溶性丙烯酸树脂制备，将由自由基聚合得到的可溶于水的丙烯酸树脂溶解在40-80％wt水中，得到不含有机溶剂的水溶性丙烯酸树脂。此种水溶性丙烯酸树脂既保留了溶剂型丙烯酸树脂所配制成的涂料诸多优点，如流平好、光泽高、成膜佳及涂膜致密性好，又显著改善树脂在生产、储存、运输及使用过程中的消防安全性、环境保护性，还减少有机溶剂的消耗、降低生物毒害性等。

然而由于其分子结构中含有较大量的强亲水性羧基，导致其所配制的涂料干燥成膜后涂层耐水性不够理想，常温下水浸泡十至二十分钟，涂层即会发生溶解，并且在玻璃板上涂层附着力较低，仅为二至三级，热塑性水溶性丙烯酸树脂的硬度，在HB以下，上述缺陷导致其不能满足玻璃涂层耐水性、附着力达到一级以上、硬度2H以上、耐水煮1小时无涂层脱落现象的使用要求。

而且，现有丙烯酸树脂用于金属漆时，容易起彩(即在金属表面形成彩虹形状)，影响产品外观，降低产品品质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液及其制备方法，环保节能，显著提高了耐水煮性能，耐盐雾性能，硬度以及金属、玻璃附着力。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆的应用。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在非金属漆的应用。

为达到上述技术效果，本发明提供了一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其主要由下述以质量份计的原料制成：

作为上述方案的改进，所述丙烯酸酯类单体选用合成溶剂型丙烯酸树脂的丙烯酸酯类单体；

所述1-4C单元醇选用异丙醇、异丁醇、乙醇、正丁醇中的一种或多种；

所述无机纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、气相纳米二氧化铝中的一种或多种。

作为上述方案的改进，所述丙烯酸酯类单体选用含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体，所含羧基的强亲水性丙烯酸单体用量占丙烯酸酯单体总量的5-40wt％，所述含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸。

作为上述方案的改进，还包括：

中和剂 1-7份；

所述中和剂选用有机胺或无机氨。

作为上述方案的改进，还包括：

消泡剂 1-5份；

杀菌剂 1-5份。

相应的，本发明还提供一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液的制备方法，包括：

(一)将丙烯酸酯类单体、75-95％引发剂按配方混合搅拌溶解均匀，得到混合溶液；

(二)将1-4C单元醇、环氧树脂、无机纳米材料加入反应釜中，升温至溶液沸点回流1-5min，然后滴加步骤(一)制得的混合溶液进行自由基聚合反应，控制料液在1-5h内滴完，其中，在料液滴加过程中，反应釜内的温度保持在釜内溶液的沸点之间；

(三)料液滴加完成后，在保持溶液沸腾的状态下继续保温1-5h，再滴加余下引发剂，再保温1-5h；检测固含量，至转化率95％以上，冷却、过滤备用，得到合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂；

(四)将步骤(三)制得的合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入到反应釜中，升温至55-85℃，再加入水和中和剂，搅拌溶解，得到水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品。

作为上述方案的改进，步骤(二)中，釜内溶液的沸点为75-88℃。

步骤(四)中，所述合水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品的pH为7.0-8.0，固含量为25-55％。

相应的，本发明还提供一种上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆的应用。

相应的，本发明还提供一种上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在非金属漆的应用。所述非金属漆包括玻璃漆、塑料漆。

实施本发明具有如下有益效果：

本发明水溶性量子环氧丙烯酸乳液，是将先将丙烯酸酯类单体、环氧树脂、无机纳米粉体材料进行聚合与接枝反应，将环氧树脂的特性基团引入到丙烯酸树脂高分子链上，其提供了可与丙烯酸树脂分子链上的羧基进行加成反应的环氧官能团，降低了丙烯酸树脂分子链上羧基的亲水性能。

然后，将纳米环氧改性丙烯酸树脂溶解在1～4个C单元醇与水的混合溶剂中。本发明用1～4个C单元醇与水混合溶剂代替常规用的有机溶剂或水，利于提高混合溶剂的燃点，显著提高了配制涂料涂层固化后的耐水煮性能、耐盐雾性能、硬度与金属、玻璃附着力。具体的，其性能如下：

1、本发明pH呈中性或近中性，粘度在500～10000mpa.s；

2、本发明不仅不含非环保有机溶剂，还节约了大量有机溶剂，而且保留了溶剂型树脂优异的流平性，方便应用，可以用刷涂、辊涂、喷涂、刮涂与浸涂等多种施工方法进行施工；

3、本发明干燥成膜性能好，由于采用了纳米材料，其涂层具有很好的耐水煮性，水煮1小时，涂层无起泡与脱落现象；

4、本发明耐盐雾性能好，耐腐蚀性能好；

5、本发明硬度高，可达2～4H；

6、本发明与金属、玻璃附着力强，达到0级。

因此，本发明满足金属、玻璃、塑料涂层的使用要求，从而有效解决了水溶性丙烯酸树脂耐水煮性差、硬度低与金属、玻璃附着力差的问题。而且，其用于金属表面时，无起彩现象，保证产品外观品质。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

本发明提供了一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其主要由下述以质量份计的原料制成：

其中，所述丙烯酸酯类单体可以选用合成溶剂型丙烯酸树脂的丙烯酸酯类单体。优选的，所述丙烯酸酯类单体选用含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体，所述含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸。含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体的用量占丙烯酸酯类单体总量的5-40wt％，有利于提高其水溶性，同时可提供与环氧官能团固化反应的羧基。丙烯酸酯类单体更优选的用量为50-85份，最佳用量为75-85份。

引发剂选用合成丙烯酸树脂通用引发剂，其作用相同，无特别要求。例如：过氧化苯甲酰。引发剂更优选的用量为1-3份，最佳用量为1-2份。

所述1-4C单元醇选用异丙醇、异丁醇、乙醇、正丁醇中的一种或多种。此类溶剂具有较强的亲水性或水溶性，有利于提高后续加水、加中和剂进行树脂溶解的速度。1-4C单元醇更优选的用量为20-60份，最佳用量为30-50份。

所述环氧树脂可以选用多种环氧树脂，既可以是低分子环氧树脂,例如:E-44,E-51,E-20；也可以是中、高分子环氧树脂，例如:E-44。环氧改性更优选的用量为10-20份，最佳用量为12-18份。

所述无机纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、气相纳米二氧化铝中的一种或多种。优选的，所述无机纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、气相纳米二氧化铝中的一种或两种。所述无机纳米材料可以提高其的硬度和附着力，其可以和单体混合加入，也可以单一加入。所述无机纳米材料更优选的用量为7-12份，最佳用量为8-10份。

本发明加1-20份水，一是替代部分低C单元醇，可以减少有机溶剂的用量，降低生产成本，得到所需粘度与固含量的水溶性纳米环氧改性丙烯酸树脂，二是加入适量水，还有利于提高混合溶剂的燃点，从而提高树脂的燃烧安全性。水更优选的用量为2-15份，最佳用量为5-12份。

本发明用1～4个C单元醇与水混合溶剂代替常规用的有机溶剂或水，作为环氧改性丙烯酸树脂的溶解介质。溶解介质中加入1～4个C单元醇，可使溶解介质具有更优的溶解力。用水替代部分单元醇，则可以减少溶剂的用量，从而降低生产成本。并且加入适量水，还有利于提高混合溶剂的燃点，从而提高了树脂的燃烧安全性。在溶解介质中，优选的混合比例为1～4个C单元醇：70-98wt％，水：2-30wt％，更佳的混合比例为1～4个C单元醇：75-95wt％，水：5-25wt％。最好的混合比例为1～4个C单元醇：80-95wt％，水：5-20wt％。

作为本发明更佳的实施例，还包括：

中和剂1-7份；

中和剂，其作用是使所得纳米环氧改性丙烯酸树脂，产生酸碱中和反应，变成可溶于水的纳米环氧改性丙烯酸树脂。中和剂可以采用有机胺，例如三乙醇胺、三乙胺、二甲基乙醇胺、AMP-95；或无机氨，例如氨水。中和剂更优选的用量为1-5份。

进一步，根据使用要求，本发明还可以外加水性涂料通常用的及通常量的消泡剂和杀菌剂。所述消泡剂的用量优选为1-5份，杀菌剂的用量优选为1-5份。

本发明通过上述配方，显著提高了配制涂料涂层固化后的耐水煮性能、耐盐雾性能、硬度与金属、玻璃附着力。具体的，其性能如下：

1、本发明pH呈中性或近中性，粘度在500～10000mpa.s；

2、本发明不仅不含非环保有机溶剂，还节约了大量有机溶剂，而且保留了溶剂型树脂优异的流平性，方便应用，可以用刷涂、辊涂、喷涂、刮涂与浸涂等多种施工方法进行施工；

3、本发明干燥成膜性能好，由于采用了纳米材料，其涂层具有很好的耐水煮性，水煮1小时，涂层无起泡与脱落现象；

4、本发明耐盐雾性能好，耐腐蚀性能好；

5、本发明硬度高，可达2～4H；

6、本发明与金属、玻璃附着力强，达到0级。

因此，本发明满足金属、玻璃、塑料涂层的使用要求，从而有效解决了水溶性丙烯酸树脂耐水煮性差、硬度低与金属、玻璃附着力差的问题。而且，其用于金属表面时，无起彩现象，保证产品外观品质。

相应的，本发明还提供一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液的制备方法，包括：

(一)将丙烯酸酯类单体、75-95％引发剂按配方混合搅拌溶解均匀，得到混合溶液；

(二)将1-4C单元醇、环氧树脂、无机纳米材料加入反应釜中，升温至溶液沸点回流1-5min，然后滴加步骤(一)制得的混合溶液进行自由基聚合反应，控制料液在1-5h内滴完，其中，在料液滴加过程中，反应釜内的温度保持在釜内溶液的沸点之间，该温度在80～120℃之间。

优选的，将1-4C单元醇、环氧树脂、无机纳米材料加入反应釜中，升温至溶液沸点回流2-3min，然后滴加步骤(一)制得的混合溶液进行自由基聚合反应，控制料液在2-4h内滴完，其中，在料液滴加过程中，反应釜内的温度保持在釜内溶液的沸点之间，釜内溶液的沸点为75-88℃。

需要说明的是，所述反应釜可以为装有搅拌器、冷凝器、温度计、加热器和滴料器的四口烧瓶，但不限于此。

(三)料液滴加完成后，在保持溶液沸腾的状态下继续保温1-5h，再滴加余下引发剂，再保温1-5h；检测固含量，至转化率95％以上，冷却、过滤备用，得到合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂；

优选的，料液滴加完成后，在保持溶液沸腾的状态下继续保温2-3h，再滴加余下引发剂，再保温2-3h；检测固含量，至转化率99％以上，冷却、过滤备用。

(四)将步骤(三)制得的合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入到反应釜中，升温至55-85℃，再加入水和中和剂，搅拌溶解，得到水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品。所述合水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品的pH为7.0-8.0，固含量为25-55％。

优选的，将步骤(三)制得的合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入到反应釜中，升温至60-80℃，再加入水和中和剂，搅拌溶解，得到水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品。所述合水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品的pH为7.2-7.8，固含量为40-50％。

优选的，加中和剂及水搅拌溶解，是在加热状态例如50～80℃下进行，适当加热可以加快纳米环氧改性丙烯酸树脂的溶解速度，缩短生产时间。加热状态更佳是50～70℃。

相应的，本发明还提供一种上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆的应用。

本发明水溶性量子环氧丙烯酸乳液，是将先将丙烯酸酯类单体、环氧树脂、无机纳米粉体材料进行聚合与接枝反应，将环氧树脂的特性基团引入到丙烯酸树脂高分子链上，其提供了可与丙烯酸树脂分子链上的羧基进行加成反应的环氧官能团，降低了丙烯酸树脂分子链上羧基的亲水性能。当本发明水溶性量子环氧丙烯酸乳液应用于金属漆的制备时，其不但与金属具有较强的附着力，达到0级，不易脱落。而且，其涂层具有很好的耐水煮性，水煮1小时，涂层无起泡与脱落现象；耐盐雾性能好，耐腐蚀性能好；硬度高，可达2～4H。最重要的是，其还可以解决金属漆容易起彩(即在金属表面形成彩虹形状)的问题。本发明用于金属表面时，不会在喷涂过程中起彩，降低喷漆操作的难度，提高成品的外观品质。

相应的，本发明还提供一种上述水溶性量子环氧丙烯酸乳液在非金属漆的应用。所述非金属漆包括玻璃漆、塑料漆。

本发明水溶性量子环氧丙烯酸乳液，是将先将丙烯酸酯类单体、环氧树脂、无机纳米粉体材料进行聚合与接枝反应，将环氧树脂的特性基团引入到丙烯酸树脂高分子链上，其提供了可与丙烯酸树脂分子链上的羧基进行加成反应的环氧官能团，降低了丙烯酸树脂分子链上羧基的亲水性能。当本发明水溶性量子环氧丙烯酸乳液应用于非金属漆的制备时，其不但与玻璃等非金属具有较强的附着力，达到0级，不易脱落(现有的仅为2-3级)。而且，其涂层具有很好的耐水煮性，水煮1小时，涂层无起泡与脱落现象；耐盐雾性能好，耐腐蚀性能好；硬度高，可达2～4H。

下面以具体实施例进一步阐述本发明

实施例1

一、合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂：将12g丙烯酸丁酯，26g甲基丙烯酸甲酯，5g丙烯酸，2.0g过氧化苯甲酰混合搅拌溶解均匀，加入滴料漏斗中备用。将42g乙二醇丁醚，28g E-44环氧树脂，11g纳米二氧化硅加入装有搅拌器、冷凝器、温度计、加热器与滴料器的四口烧瓶中，升温至溶液沸点回流2分钟，开始滴加滴料漏斗中的混合料液进行自由基聚合反应，控制料液在2小时内滴完。在料液滴加过程中，反应釜内的温度保持在釜内溶液的沸点(75～88℃之间)。料液滴加完成后，在保持溶液沸腾状态下继续保温3h，再补加0.5g引发剂过氧化苯甲酰，之后再保温3h。检测固含量，至转化率99％以上时，冷却、过滤备用。

二、制备水溶性纳米环氧改性丙烯酸树脂：将92g上述制备的溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入装有温度计、搅拌器、冷凝器与滴料器的四口烧瓶中，升温至60℃，再加入5g水和3g二甲基乙醇胺，快速搅拌溶解10分钟，再补加适量二甲基乙醇胺与水，将PH调至7.0～8.0，固含量50±1％。

实施例2

一、合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂：将19g丙烯酸丁酯、21g E-51环氧树脂、19g甲基丙烯酸甲酯、7g丙烯酸乙酯、4g丙烯酸、9g混合纳米材料以及1g过氧化苯甲酰混合搅拌溶解均匀，加入滴料漏斗中备用。将35g异丙醇加入装有搅拌器、冷凝器、温度计、加热器与滴料漏斗的四口烧瓶中，升温至溶液沸点回流3分钟，开始滴加料液进行自由基聚合反应，控制料液在3小时内滴完，反应釜内温度保持在釜内溶液的沸点(75～85℃之间)。料液滴加完成后，在保持溶液沸腾状态下继续保温4h，之后补加0.2g引发剂过氧化苯甲酰，再继续保温4h，检测固含量，至转化率99％以上时，冷却、过滤备用。

二、制备水溶性纳米环氧改性丙烯酸树脂：将上述制备的102g溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入装有温度计、搅拌器、冷凝器与滴料器的四口烧瓶中，然后升温至65℃，加入13g水，再加入5g三乙醇胺，升温搅拌溶解20分钟，后续再加入适量的三乙醇胺与水，将PH调至7.0-8.0，固含量46±1％。

实施例3:

一、合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂：将13g丙烯酸丁酯、21g甲基丙烯酸甲酯、2g丙烯酸、1g过氧化苯甲酰混合搅拌溶解均匀，加入滴料漏斗中备用。将5g丁醇、15g乙醇与3g 681环氧树脂以及12g纳米二氧化钛加入装有搅拌器、冷凝器、温度计、加热器与滴料漏斗的四口烧瓶中，升温至溶液沸点回流2分钟，开始滴加滴料漏斗中的料液进行自由基聚合反应。控制料液在4小时内滴完，反应釜内温度保持在釜内溶液的沸点(75～85℃之间)。料液滴加完成后，在保持溶液沸腾状态下保温3h，再补加0.1g引发剂过氧化苯甲酰，继续保温3h，检测固含量，至转化率99％以上时，冷却、过滤备用。

二、制备水溶性纳米环氧改性丙烯酸树脂：将上述制备的50g溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入装有温度计、搅拌器、蒸馏冷凝器与滴料器的四口烧瓶中，升温至68℃，加入150g水，再加入3.5g二甲基乙醇胺，升温搅拌溶解10分钟，继续加热升温至混合液沸点，抽真空进行减压蒸馏。在馏出分量达到103.5g以上时，每隔5分钟取馏出份样一次，检测馏出份中有机溶剂含量，直至馏出份中的有机溶剂含量<0.5％，结束减压蒸馏。再加入适量的二甲基乙醇胺与水，将PH调至7.0-8.0，固含量30±1％。

实施例4

一、合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂：将12g丙烯酸丁酯，13g甲基丙烯酸甲酯，5g顺丁烯二酸，1.0g过氧化苯甲酰混合搅拌溶解均匀，加入滴料漏斗中备用。将15g乙二醇丁醚，15g E-44环氧树脂，5g纳米二氧化硅加入装有搅拌器、冷凝器、温度计、加热器与滴料器的四口烧瓶中，升温至溶液沸点回流3分钟，开始滴加滴料漏斗中的混合料液进行自由基聚合反应，控制料液在4小时内滴完。在料液滴加过程中，反应釜内的温度保持在釜内溶液的沸点(75～88℃之间)。料液滴加完成后，在保持溶液沸腾状态下继续保温4h，再补加0.2g引发剂过氧化苯甲酰，之后再保温4h。检测固含量，至转化率99％以上时，冷却、过滤备用。

二、制备水溶性纳米环氧改性丙烯酸树脂：将92g上述制备的溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入装有温度计、搅拌器、冷凝器与滴料器的四口烧瓶中，升温至70℃，再加入3g水和2g二甲基乙醇胺，快速搅拌溶解15分钟，再补加适量二甲基乙醇胺与水，将PH调至7.0～8.0，固含量48±1％。

实施例5

一、合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂：将15g丙烯酸丁酯、21g E-51环氧树脂、20g甲基丙烯酸甲酯、20g丙烯酸乙酯、25g丙烯酸、10g顺丁烯二酸、9g混合纳米材料以及3g过氧化苯甲酰混合搅拌溶解均匀，加入滴料漏斗中备用。将60g异丙醇加入装有搅拌器、冷凝器、温度计、加热器与滴料漏斗的四口烧瓶中，升温至溶液沸点回流4分钟，开始滴加料液进行自由基聚合反应，控制料液在4小时内滴完，反应釜内温度保持在釜内溶液的沸点(75～85℃之间)。料液滴加完成后，在保持溶液沸腾状态下继续保温4h，之后补加0.5g引发剂过氧化苯甲酰，再继续保温4h，检测固含量，至转化率99％以上时，冷却、过滤备用。

二、制备水溶性纳米环氧改性丙烯酸树脂：将上述制备的105g溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入装有温度计、搅拌器、冷凝器与滴料器的四口烧瓶中，然后升温至75℃，加入20g水，再加入4g三乙醇胺，升温搅拌溶解10分钟，后续再加入适量的三乙醇胺与水，将PH调至7.0-8.0，固含量42％。

比较例:

一、合成溶剂型丙烯酸树脂：将300g丙烯酸丁酯、330g甲基丙烯酸甲酯、70g丙烯酸、35g过氧化苯甲酰混合搅拌溶解均匀，加入滴料漏斗中备用。将305g丁醇加入装有搅拌器、冷凝器、温度计、加热器与滴料漏斗的四口烧瓶中，升温至溶液沸点回流2分钟，开始滴加滴料漏斗中料液进行自由基聚合反应，控制料液在2～4小时内滴完，反应釜内温度保持在釜内溶液的沸点(112～125℃之间)。料液滴加完成后，在保持溶液沸腾状态下保温3h，补加5g引发剂过氧化苯甲酰，再继续保温3h，检测固含量，至转化率99％以上时，冷却、过滤备用。

二、制备水溶性丙烯酸树脂:将500g上述溶剂型丙烯酸树脂，加入装有温度计、搅拌器、蒸馏冷凝器与滴料器的四口烧瓶中，升温至60～80℃，加入1250g水，再加入27g氨水，升温搅拌溶解10分钟，继续加热升温至混合液沸点，进行蒸馏。在馏出分量达到700g以上时，每隔5分钟取馏出份样一次，用气相色谱检测馏出份中有机溶剂含量，至馏出份中有机溶剂含量<0.5％时，结束蒸馏。再加入适量的氨水，将PH调至7.0-8.0，固含量30±1％。

将实施例1-5和对比例做技术检测，结果如下：

综上所述，实施本发明具有如下有益效果：

本发明水溶性量子环氧丙烯酸乳液，是将先将丙烯酸酯类单体、环氧树脂、无机纳米粉体材料进行聚合与接枝反应，将环氧树脂的特性基团引入到丙烯酸树脂高分子链上，其提供了可与丙烯酸树脂分子链上的羧基进行加成反应的环氧官能团，降低了丙烯酸树脂分子链上羧基的亲水性能。

然后，将纳米环氧改性丙烯酸树脂溶解在1～4个C单元醇与水的混合溶剂中。本发明用1～4个C单元醇与水混合溶剂代替常规用的有机溶剂或水，利于提高混合溶剂的燃点，显著提高了配制涂料涂层固化后的耐水煮性能、耐盐雾性能、硬度与金属、玻璃附着力。具体的，其性能如下：

1、本发明pH呈中性或近中性，粘度在500～10000mpa.s；

2、本发明不仅不含非环保有机溶剂，还节约了大量有机溶剂，而且保留了溶剂型树脂优异的流平性，方便应用，可以用刷涂、辊涂、喷涂、刮涂与浸涂等多种施工方法进行施工；

3、本发明干燥成膜性能好，由于采用了纳米材料，其涂层具有很好的耐水煮性，水煮1小时，涂层无起泡与脱落现象；

4、本发明耐盐雾性能好，耐腐蚀性能好；

5、本发明硬度高，可达2～4H；

6、本发明与金属、玻璃附着力强，达到0级。

因此，本发明满足金属、玻璃、塑料涂层的使用要求，从而有效解决了水溶性丙烯酸树脂耐水煮性差、硬度低与金属、玻璃附着力差的问题。而且，其用于金属表面时，无起彩现象，保证产品外观品质。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其特征在于，其主要由下述以质量份计的原料制成：

2.如权利要求1所述的水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选用合成溶剂型丙烯酸树脂的丙烯酸酯类单体；

所述1-4C单元醇选用异丙醇、异丁醇、乙醇、正丁醇中的一种或多种；

所述无机纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、气相纳米二氧化铝中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选用含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体，所含羧基的强亲水性丙烯酸单体用量占丙烯酸酯单体总量的5-40wt％，所述含羧基的强亲水性丙烯酸酯类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸。

4.如权利要求1所述的水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其特征在于，还包括：

中和剂 1-7份；

所述中和剂选用有机胺或无机氨。

5.如权利要求1所述的水溶性量子环氧丙烯酸乳液，其特征在于，还包括：

消泡剂 1-5份；

杀菌剂 1-5份。

6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的水溶性量子环氧丙烯酸乳液的方法，其特征在于，包括:

(一)将丙烯酸酯类单体、75-95％引发剂按配方混合搅拌溶解均匀，得到混合溶液；

(二)将1-4C单元醇、环氧树脂、无机纳米材料加入反应釜中，升温至溶液沸点回流1-5min，然后滴加步骤(一)制得的混合溶液进行自由基聚合反应，控制料液在1-5h内滴完，其中，在料液滴加过程中，反应釜内的温度保持在釜内溶液的沸点之间；

(三)料液滴加完成后，在保持溶液沸腾的状态下继续保温1-5h，再滴加余下引发剂，再保温1-5h；检测固含量，至转化率95％以上，冷却、过滤备用，得到合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂；

(四)将步骤(三)制得的合成溶剂型纳米环氧改性丙烯酸树脂加入到反应釜中，升温至55-85℃，再加入水和中和剂，搅拌溶解，得到水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品。

7.如权利要求6所述的制备水溶性量子环氧丙烯酸乳液的方法，其特征在于，步骤(二)中，釜内溶液的沸点为75-88℃。

8.如权利要求6所述的制备水溶性量子环氧丙烯酸乳液的方法，其特征在于，步骤(四)中，所述合水溶性纳米环氧改性丙烯酸乳液成品的pH为7.0-8.0，固含量为25-55％。

9.一种如权利要求1-5任一项所述的水溶性量子环氧丙烯酸乳液在金属漆的应用。

10.一种如权利要求1-5任一项所述的水溶性量子环氧丙烯酸乳液在非金属漆的应用，其特征在于，所述非金属漆包括玻璃漆、塑料漆。