CN108641040A - 一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂及其制备方法 - Google Patents

一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂及其制备方法。本发明以间苯二甲酸、四氢苯酐为酸酐，新戊二醇、季戊四醇为多元醇，以双酚A型环氧树脂、松香进行改性合成环氧改性的豆油酸醇酸树脂半成品；然后采用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、苯乙烯进行滴加改性，再用三乙胺中和成盐分散于水中制得自干型水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂。本发明制备的树脂具备良好的耐水性、耐盐雾性，含有较低VOC，同时市场经济性良好。

Description

一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂及其制备 方法
技术领域
本发明涉及一种醇酸树脂，具体的说，尤其涉及一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂及其制备方法。
背景技术
钢铁是现代社会经济建设中不可缺少的重要原材料，也是衡量社会经济实力的重要参数，然而每年由于腐蚀产生的钢铁量约占当年钢铁产量的10～20％，对钢铁进行着实有效的防腐蚀处理就显得相当重要，目前防止钢铁腐蚀的有效手段是在钢铁表面进行涂装涂料，自干型醇酸树脂由于其原料易得性、经济性而被广泛使用，然而伴随着石油资源的枯竭以及环境的污染，涂料行业都在向更环保、更安全的方向发展，将自干型醇酸树脂进行水性化，节能减排、减少涂料中VOC的排放已经刻不容缓。
发明内容
本发明公开了采用简便的树脂合成方法，合成了一种快速自然干燥型水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂。
本发明是通过以下技术方案实施的：
一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂，由以下重量份的原料配方组成：
原料配方中还包括三乙胺。
所述引发剂为由过氧化二苯甲酰及过氧化苯甲酸叔丁酯组成的复合引发剂。
所述环氧树脂的环氧当量为720-1000。
一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂的制备方法，包括如下步骤：
a、环氧醇酸半成品的制备：将环氧树脂、豆油酸、新戊二醇、季戊四醇、松香、间苯二甲酸及四氢苯酐投入反应釜中，升温并控制反应釜的气相温度小于100℃，继续升温至220℃反应到溶液透明后，加入回流二甲苯反应到固体酸值小于7mgKOH/g后冷却，投入丙二醇甲醚兑稀待用；
b、将甲基丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸及75-85％的引发剂投入高位槽中安全溶解、搅拌均匀；
c、将步骤a中的环氧醇酸半成品升温至118±2℃，将步骤b高位槽中的单体在2.3-3h内匀速滴加入反应釜中并维持反应2h，补加剩余的引发剂并维持反应釜温度118±2℃保温2h，检测所得树脂酸值、粘度，合格后冷却至70-80℃并保持此温度待用；
d、在兑稀釜中投入去离子水及三乙胺，快速开动搅拌器，将步骤c中所得的树脂缓慢投入釜中，分散30min以上得到成品，三乙胺的投入量以控制体系pH在7.5-8.5为宜。
首先以间苯二甲酸、四氢苯酐为酸酐，新戊二醇、季戊四醇为多元醇，以双酚A型环氧树脂、松香进行改性合成环氧改性的豆油酸醇酸树脂半成品；然后采用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、苯乙烯进行滴加改性，再用三乙胺中和成盐分散于水中制得自干型水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的树脂具备良好的耐水性、耐盐雾性，含有较低VOC，同时市场经济性良好；本发明将中分子量的环氧树脂引入树脂体系中，改善了树脂的分子量，增加树脂的耐水性、附着力及耐盐雾性；本发明中丙烯酸单体的引入不仅提高了树脂体系的水溶性可能性，同时增加了树脂干燥速度、耐水性及耐药品性；本发明兼顾了丙烯酸树脂的干燥性以及醇酸树脂后期与空气氧化交连成膜的附着力及柔韧性；本发明醇酸树脂体系中采用间苯二甲酸，由于空间位阻效应的存在，在水性体系碱性环境中不易发生水解反应，树脂储存稳定性更优良，四氢苯酐引入双键，更能控制后期丙烯酸树脂单体滴加反应的聚合度和稳定性，工艺更容易控制；本发明采用价格较低的甲基丙烯酸作为水性化单体，松香在碱性水性体系的皂化作用让树脂能更好的制备成水性乳液；本发明树脂体系中仅使用10％左右的环保型溶剂丙二醇甲醚，大量使用无污染的水，减轻了环境负担，更环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明最进一步的详细说明：
实施例1：
将3份环氧树脂、15份豆油酸、2份新戊二醇、5份季戊四醇、3份松香、7份间苯二甲酸及1份四氢苯酐投入反应釜中，升温并控制反应釜的气相温度小于100℃，继续升温至220℃反应到溶液透明后，加入0.6份回流二甲苯反应到固体酸值小于7mgKOH/g后冷却，投入10份丙二醇甲醚兑稀待用，制得环氧醇酸半成品；将3份甲基丙烯酸酯、7.8份苯乙烯、2份甲基丙烯酸及0.48份引发剂投入高位槽中安全溶解、搅拌均匀；将环氧醇酸半成品升温至118℃，将高位槽中的单体在2.5h内匀速滴加入反应釜中并维持反应2h，补加剩余的0.12份引发剂并维持反应釜温度118℃保温2h，检测所得树脂酸值、粘度，树脂酸值控制在50mgKOH/g，合格后冷却至70℃并保持此温度待用；在兑稀釜中投入去40份离子水及三乙胺，快速开动搅拌器，将所得的树脂缓慢投入釜中，分散30min以上得到成品，三乙胺的投入量以控制体系pH在7.5为宜。
实施例2：
将2份环氧树脂、14份豆油酸、2份新戊二醇、5份季戊四醇、2份松香、5份间苯二甲酸及2份四氢苯酐投入反应釜中，升温并控制反应釜的气相温度小于100℃，继续升温至220℃反应到溶液透明后，加入0.7份回流二甲苯反应到固体酸值小于7mgKOH/g后冷却，投入11份丙二醇甲醚兑稀待用，制得环氧醇酸半成品；将3份甲基丙烯酸酯、7.6份苯乙烯、2份甲基丙烯酸及0.56份引发剂投入高位槽中安全溶解、搅拌均匀；将环氧醇酸半成品升温至120℃，将高位槽中的单体在3h内匀速滴加入反应釜中并维持反应2h，补加剩余的0.14份引发剂并维持反应釜温度120℃保温2h，检测所得树脂酸值、粘度，树脂酸值控制在55mgKOH/g，合格后冷却至80℃并保持此温度待用；在兑稀釜中投入43份去离子水及三乙胺，快速开动搅拌器，将所得的树脂缓慢投入釜中，分散40min得到成品，三乙胺的投入量以控制体系pH在8.0为宜。
实施例3：
将4份环氧树脂、14份豆油酸、3份新戊二醇、4份季戊四醇、3份松香、6份间苯二甲酸及1份四氢苯酐投入反应釜中，升温并控制反应釜的气相温度小于100℃，继续升温至220℃反应到溶液透明后，加入0.6份回流二甲苯反应到固体酸值小于7mgKOH/g后冷却，投入10份丙二醇甲醚兑稀待用，制得环氧醇酸半成品；将4份甲基丙烯酸酯、7.8份苯乙烯、2份甲基丙烯酸及0.48份引发剂投入高位槽中安全溶解、搅拌均匀；将环氧醇酸半成品升温至120℃，将高位槽中的单体在3h内匀速滴加入反应釜中并维持反应2h，补加剩余的0.12份引发剂并维持反应釜温度120℃保温2h，检测所得树脂酸值、粘度，树脂酸值控制在60mgKOH/g，合格后冷却至75℃并保持此温度待用；在兑稀釜中投入40份去离子水及三乙胺，快速开动搅拌器，将所得的树脂缓慢投入釜中，分散30min以上得到成品，三乙胺的投入量以控制体系pH在8.5为宜。
引发剂采用由过氧化二苯甲酰及过氧化苯甲酸叔丁酯组成的复合引发剂，两者的混合比例可变换。
本发明以间苯二甲酸、四氢苯酐为酸酐，新戊二醇、季戊四醇为多元醇，以双酚A型环氧树脂、松香进行改性合成环氧改性的豆油酸醇酸树脂半成品；然后采用甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、苯乙烯进行滴加改性，再用三乙胺中和成盐分散于水中制得自干型水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (4)

1.一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂，其特征在于:由以下重量份的原料配方组成：
原料配方中还包括三乙胺。
2.根据权利要求1所述的一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂，其特征在于:所述引发剂为由过氧化二苯甲酰及过氧化苯甲酸叔丁酯组成的复合引发剂。
3.根据权利要求1所述的一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂，其特征在于:所述环氧树脂的环氧当量为720-1000。
4.一种快速自然干燥的水性丙烯酸环氧改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、环氧醇酸半成品的制备：将环氧树脂、豆油酸、新戊二醇、季戊四醇、松香、间苯二甲酸及四氢苯酐投入反应釜中，升温并控制反应釜的气相温度小于100℃，继续升温至220℃反应到溶液透明后，加入回流二甲苯反应到固体酸值小于7mgKOH/g后冷却，投入丙二醇甲醚兑稀待用；
b、将甲基丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸及75-85％的引发剂投入高位槽中安全溶解、搅拌均匀；
c、将步骤a中的环氧醇酸半成品升温至118±2℃，将步骤b高位槽中的单体在2.3-3h内匀速滴加入反应釜中并维持反应2h，补加剩余的引发剂并维持反应釜温度118±2℃保温2h，检测所得树脂酸值、粘度，合格后冷却至70-80℃并保持此温度待用；
d、在兑稀釜中投入去离子水及三乙胺，快速开动搅拌器，将步骤c中所得的树脂缓慢投入釜中，分散30min以上得到成品，三乙胺的投入量以控制体系pH在7.5-8.5为宜。
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