CN108530584A - 一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法 - Google Patents

一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，制备时将环氧树脂溶于醇醚类溶剂得到A料，将反应单体与引发剂混合得到B料；将引发剂溶于醇醚类溶剂得到C料；把A料投入到四口烧瓶中升温回流；把B料投入到烧杯中，搅拌均匀，向所述四口烧瓶滴加，滴加时间为3小时，升温回流保温两小时；回流下补加C料，在30分钟补加完，回流保温三小时；降温出料，即得到环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂。把环氧树脂接枝到热固性水性树脂分子上，可以非常好的解决掉其丰满度差，耐化学品性也不够好的缺点，从而提高产品的性能，增加产品的竞争能力。

Description

一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及树脂制备技术领域，具体来说，涉及一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法。
背景技术
热固性丙烯酸树脂是指以丙烯酸酯系单体(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等)为基本成分，经交联成网络结构的不溶、不熔丙烯酸系聚合物。也称交联型或反应型丙烯酸树脂，热固性丙烯酸树脂中带有一定的官能团，在制漆时通过加入的三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚氨酯等进行反应，最终形成网络结构。达到不溶不熔的效果。
热固性丙烯酸水性树脂具有价格低、使用安全，节省资源和能源，减少环境污染和公害，优异的光泽度、耐候性及低温干燥性等优点；但是丰满度差，耐化学品性也不够好。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将环氧树脂溶于醇醚类溶剂得到A料，将反应单体苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯与引发剂混合得到B料；将引发剂溶于醇醚类溶剂得到C料；
(2)把A料投入到四口烧瓶中升温回流；
(3)把B料投入到烧杯中，搅拌均匀，向所述四口烧瓶滴加，滴加时间为3小时，升温回流保温两小时；
(4)回流下补加C料，在30分钟补加完，回流保温三小时；
(5)降温出料，即得到环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂。
其中，所述环氧树脂的分子量为200-2500。
其中，所述四口烧瓶带有搅拌器、回流冷凝装置、滴液漏斗、温度计及加热套。
其中，所述B料中各反应单体的质量份数如下：
苯乙烯：50-100份
丙烯酸：50-150份
丙烯酸丁酯：50-200份
丙烯酸异辛酯：80-250份
丙烯酸羟丙酯：50-200份
甲基丙烯酸甲酯:100-300份。
其中，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰中的一种或两种。
其中，所述引发剂由如下质量份的引发剂混合而成：
过氧化苯甲酸叔丁酯：1-10份
过氧化苯甲酰：1-12份。
其中，所述醇醚类溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、异丁醇中的一种或两种以上。
其中，所述A料由如下质量份的组分混合而成：
环氧树脂：100-300份
乙二醇单丁醚：150-350份
丙二醇甲醚：100-300份
异丁醇：100-250份。
本发明的有益效果：选择分子量为200-2500的环氧树脂，通过丙烯酸打开环氧树脂中的一个环氧基团，再通过丙烯酸树脂上的双键与其他丙烯酸单体聚合，从而把环氧树脂接枝到热固性水性树脂分子上，进而提高热固性丙烯酸水性树脂的丰满度和耐化学品性能。再通过丙烯酸树脂上的羧基，从而实现树脂的水性化。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)将如下组分混合得到A料：E-12环氧树脂100g、丙二醇甲醚300g、异丁醇100g、乙二醇单丁醚150g；将如下组分混合得到B料：丙烯酸50g、丙烯酸丁酯200g、丙烯酸异辛酯80g、丙烯酸羟丙酯50g、苯乙烯100g、甲基丙烯酸甲酯100g、过氧化苯甲酸叔丁酯10、过氧化苯甲酰1g；将过氧化苯甲酸叔丁酯5g、乙二醇单丁醚20g混合得到C料；
(2)把A料投入到四口烧瓶中升温回流；
(3)把B料投入到烧杯中，搅拌均匀，向所述四口烧瓶滴加，滴加时间为3小时，升温回流保温两小时；
(4)回流下补加C料，在30分钟补加完，回流保温三小时；
(5)降温出料，即得到环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂。
实施例2
(1)将如下组分混合得到A料：E-20环氧树脂200g、丙二醇甲醚100g、异丁醇250g、乙二醇单丁醚350g；将如下组分混合得到B料：丙烯酸150g、丙烯酸丁酯50g、丙烯酸异辛酯250g、丙烯酸羟丙酯50g、苯乙烯100g、甲基丙烯酸甲酯100g、过氧化苯甲酸叔丁酯1g、过氧化苯甲酰12g；将如下组分混合得到C料：过氧化苯甲酰2g、异丁醇25g。
(2)把A料投入到四口烧瓶中升温回流；
(3)把B料投入到烧杯中，搅拌均匀，向所述四口烧瓶滴加，滴加时间为3小时，升温回流保温两小时；
(4)回流下补加C料，在30分钟补加完，回流保温三小时；
(5)降温出料，即得到环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂。
实施例3
(1)将如下组分混合得到A料：E-51环氧树脂300g、丙二醇甲醚200g、异丁醇150g、乙二醇单丁醚250g；将如下组分混合得到B料：丙烯酸80g、丙烯酸丁酯100g、丙烯酸异辛酯150g、丙烯酸羟丙酯120g、苯乙烯80g、甲基丙烯酸甲酯150g、过氧化苯甲酸叔丁酯5g、过氧化苯甲酰6g；将过氧化苯甲酸叔丁酯3g、丙二醇甲醚20g混合得到C料。
(2)把A料投入到四口烧瓶中升温回流；
(3)把B料投入到烧杯中，搅拌均匀，向所述四口烧瓶滴加，滴加时间为3小时，升温回流保温两小时；
(4)回流下补加C料，在30分钟补加完，回流保温三小时；
(5)降温出料，即得到环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂。
实施例4
对上述实施例1-3所得树脂进行检测，检测结果如表1所示：
表1.环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的性能检测结果
性能指标 实例1 实例2 实例3
粘度CPS/25℃ 90000 50000 8000
酸价mgkoH/g 53 60 62
固含140℃×1小时 75 75 75
颜色 轻微乳光 无色透明 无色透明
实施例5
将实施例1-3所得树脂应用于制备油漆，油漆配方如表2所示，油漆的制备方法如下：将树脂加入到搅拌缸中，加入二甲基乙醇胺，低速搅拌均匀，加入助剂和异丁醇，搅拌均匀；加入去离子水，搅拌均匀。
表2.水性亮光烤漆配方
对制备的油漆进行性能测试，测试结果如表3所示：
表3.油漆性能结果
A配方 B配方 C配方 D配方
水溶性 乳白色，不溶于水 轻微乳光 能溶于水 能溶于水
硬度 2H+ 2H 2H 2H
光泽度 93 98 99 98
丰满度 一般 好 非常好 不好
耐酸碱性 非常好 很好 好 一般
柔韧性/mm 3 2 1 2
耐盐雾性(中性) 60小时 60小时 55小时 40小时
耐水煮(100℃) 3小时 2小时 2小时 0.5小时
由表3可知A、B、C配方制备的油漆的丰满度和耐化学品性优于D配方制备的油漆，由此可见环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂可以提高漆膜丰满度和耐化学品性。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过丙烯酸单体打开环氧树脂中的环氧基团，然后通过过氧化物引发剂引发与丙烯酸单体通过自由基聚合反应，达到环氧树脂接枝到丙烯酸树脂的目的，再通过丙烯酸树脂上的羧基与胺中和成盐，实现水溶。通过筛选不同分子量的环氧树脂，实现提高漆膜丰满度和耐化学品性的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将环氧树脂溶于醇醚类溶剂得到A料，将反应单体苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸甲酯与引发剂混合得到B料；将引发剂溶于醇醚类溶剂得到C料；
（2）把A料投入到四口烧瓶中升温回流；
（3）把B料投入到烧杯中，搅拌均匀，向所述四口烧瓶滴加，滴加时间为3小时，升温回流保温两小时；
（4）回流下补加C料，在30分钟补加完，回流保温三小时；
（5）降温出料，即得到环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂。
2.根据权利要求1所述的环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂的分子量为200-2500。
3.根据权利要求1所述的环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述四口烧瓶带有搅拌器、回流冷凝装置、滴液漏斗、温度计及加热套。
4.根据权利要求1所述的环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述B料中各反应单体的质量份数如下：
苯乙烯：50-100份
丙烯酸：50-150份
丙烯酸丁酯：50-200份
丙烯酸异辛酯：80-250份
丙烯酸羟丙酯：50-200份
甲基丙烯酸甲酯:100-300份。
5.根据权利要求1所述的环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述引发剂由如下质量份的引发剂混合而成：
过氧化苯甲酸叔丁酯：1-10份
过氧化苯甲酰：1-12份。
7.根据权利要求1所述的环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述醇醚类溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、异丁醇中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的环氧改性的热固性丙烯酸水性树脂的制备方法，其特征在于，所述A料由如下质量份的组分混合而成：
环氧树脂：100-300份
乙二醇单丁醚：150-350份
丙二醇甲醚：100-300份
异丁醇：100-250份。
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