CN114316159A

CN114316159A - 一种环氧丙烯酸乳液及其制备方法

Info

Publication number: CN114316159A
Application number: CN202210018668.3A
Authority: CN
Inventors: 刘怀芳; 郭国伟; 许家阔; 袁勇; 侯素玲; 王铎
Original assignee: Henan Qingshan Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Henan Qingshan Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2022-01-08
Filing date: 2022-01-08
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明公开了一种环氧丙烯酸乳液及其制备方法，涉及涂料技术领域；为了解决苯丙乳液使用效果不佳的问题；该乳液，包括原料和去离子水，去离子水对百分占比为原料的40～60％，原料由以下百分比成分组成：丙烯酸丁酯为30～40％、甲基丙烯酸酯为10～20％、丙烯酸为1～4％、苯乙烯为35～45％、环氧树脂E51为5～15％。该乳液的制备方法，包括以下步骤：底料混合：将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、苯乙烯、环氧树脂E51、N‑羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺混合得到单体组，取单体组总量的20％至反应釜内，搅拌混合均匀得到组份A。本发明保证乳液的稳定性，从而提高制备乳液的耐水性、附着力等性能。

Description

一种环氧丙烯酸乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种环氧丙烯酸乳液及其制备方法。

背景技术

丙烯酸树脂作为涂料的成膜基料具有色浅、保色、保光、耐候、耐腐蚀和耐污染等优点。已广泛应用于金属、塑料及木材等基材。近年来，国内外丙烯酸烯树脂涂料的发展很快，目前已占涂料的1/3以上，丙烯酸树脂在涂料成膜树脂中居于重要地位。

目前市场上的苯丙乳液存在耐水性、附着力、防锈性能等不足问题，环氧丙烯酸乳液对比普通的丙烯酸乳液，环氧丙烯酸乳液在耐水、附着力、防锈等性能等方面具有一定提高，而且在环保上对比水性树脂或油性树脂具有巨大的优势，故而在工业防锈涂料上的应用拥有广阔的市场和前景。因此，我们提出了一种专用于工业防锈底漆的低成本、高性能的环氧丙烯酸乳液。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种环氧丙烯酸乳液及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种环氧丙烯酸乳液，包括原料和去离子水，去离子水对百分占比为原料的40～60％，原料由以下百分比成分组成：丙烯酸丁酯为30～40％、甲基丙烯酸酯为10～20％、丙烯酸为1～4％、苯乙烯为35～45％、环氧树脂E51为5～15％、N-羟甲基丙烯酰胺为1～3％、双丙酮丙烯酰胺为1～3％、乳化剂为1～3％、OP-10为1～3％、引发剂为0.5～1.0％。

优选地：所述引发剂为双氧水、安息香乙醚、二苯甲酮、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、丙苯过氧化氢、丁基过氧化氢、乙二胺中的一种。

优选地：所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或两种以上的组合物。

优选地：所述乳化剂为烷基二苯基醚二磺酸钠(DB-45)、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐(CO-436)、十二烷基硫酸钠(K12)中的一种。

一种环氧丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：

S1：底料混合：将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、苯乙烯、环氧树脂E51、N-羟甲基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺混合得到单体组，取单体组总量的20％至反应釜内，搅拌混合均匀得到组份A；

S2：升温共聚：将乳化剂、OP-10、占比50％的去离子水添加至反应釜内，搅拌混合均匀得到组份B；

S3：单体滴加：将组份A与组份B混合后向反应釜滴入剩余单体组和剩余份量的去离子水、引发剂，升温至75～85℃，反应15～20min，保温0.5～2h；

S4：降温排料：温度降至30～40℃，调节PH值为7～8，停止搅拌，放料过200目筛后收集环氧丙烯酸乳液产品。

优选地：所述组份A的混合环境为常温，500～1600r/min条件下搅拌0.5～5h；

所述组份B的混合环境为温度75～90℃，130～250r/min条件下搅拌0.5～5h，保温1h；

所述组份A与组份B混合的混合环境为250～500r/min条件下搅拌5～30min。

优选地：所述单体滴加的滴入时间为2～2.5h；

所述单体滴加还包括剩余的丙烯酸在单体组添加总量为70％后加入，N-羟甲基丙烯酰胺在引发剂添加量至70％后加入，双丙酮丙烯酰胺在单体组添加总量为20％后加入。

优选地：所述环氧丙烯酸乳液产品的粒径为60～300nm；所述环氧丙烯酸乳液产品的固含为45％。

本发明的有益效果为：

1.通过控制合成工艺，利用环氧树脂E51对苯丙乳液进行特殊改性，以提高乳液的防腐性能，从而可以大幅提高普通防锈底漆的防锈性能；通过控制乳化体系等因素，控制乳胶粒的颗粒粒径及分子量大小，来保证乳液的稳定性，从而提高制备乳液的耐水性、附着力等性能。

2.通过分析苯丙乳液、环氧树脂的防腐、防锈机理，采用环氧树脂E51对普通苯丙乳液进行改性，通过引入环氧树脂E51与其结合，使改性的苯丙乳液具有部分环氧树脂的防腐能力，而且在不改变苯丙乳液环保性能的情况下，大大增强了乳液的防锈性能。

3.采用本实施例制备的环氧丙烯酸乳液产品，涂料的涂抹厚度100um，于耐水性200h，耐盐水150h，耐盐雾40～50h的测试条件下，表面光滑，未出现起泡、生锈、脱落现象，性能优异稳定。

附图说明

图1为本发明提出的一种环氧丙烯酸乳液的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

一种环氧丙烯酸乳液，包括原料和去离子水，去离子水对百分占比为原料的40％，原料由以下百分比成分组成：丙烯酸丁酯为32％、甲基丙烯酸酯为18.1％、丙烯酸为2％、苯乙烯为36％、环氧树脂E51为7％、N-羟甲基丙烯酰胺为1％、双丙酮丙烯酰胺为1.1％、乳化剂为1.2％、OP-10为1％、引发剂为0.5％。

所述引发剂为双氧水、安息香乙醚、二苯甲酮、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、丙苯过氧化氢、丁基过氧化氢、乙二胺等中的一种，优选的，本实施例中引发剂为乙二胺。

所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯等中的一种或两种以上的组合物，优选的，本实施例中甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸丁酯。

所述乳化剂为烷基二苯基醚二磺酸钠(DB-45)、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐(CO-436)、十二烷基硫酸钠(K12)等中的一种，优选的，本实施例中乳化剂为壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐(CO-436)。

本实施例在使用时，采用本实施例制备的环氧丙烯酸乳液产品，涂料的涂抹厚度100um，涂抹时表干时间0.5h、实干时间18h、耐冲击性40cm、附着力8MPa，渣量<0.1％，于耐水性200h，耐盐水150h，耐盐雾40～50h的测试条件下，表面微微褶皱，未出现生锈、脱落现象。

通过分析苯丙乳液、环氧树脂的防腐、防锈机理，采用环氧树脂E51对普通苯丙乳液进行改性，通过引入环氧树脂E51与其结合，使改性的苯丙乳液具有部分环氧树脂的防腐能力，而且在不改变苯丙乳液环保性能的情况下，大大增强了乳液的防锈性能。

实施例2：

一种环氧丙烯酸乳液，包括原料和去离子水，去离子水对百分占比为原料的45％，原料由以下百分比成分组成：丙烯酸丁酯为36.2％、甲基丙烯酸甲酯为15.2％、丙烯酸为1.5％、苯乙烯为35％、环氧树脂E51为7％、N-羟甲基丙烯酰胺为1％、双丙酮丙烯酰胺为1.3％、乳化剂为1％、OP-10为1.1％、引发剂为0.7％。

优选的，本实施例中引发剂为过硫酸钠。

优选的，本实施例中甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸乙酯。

优选的，本实施例中乳化剂为烷基二苯基醚二磺酸钠(DB-45)。

本实施例在使用时，采用本实施例制备的环氧丙烯酸乳液产品，涂料的涂抹厚度100um，涂抹时表干时间0.5h、实干时间28h、耐冲击性45cm、附着力15MPa，渣量<0.1％，于耐水性200h，耐盐水150h，耐盐雾40～50h的测试条件下，表面光滑，未出现起泡、生锈、脱落现象。

实施例3：

一种环氧丙烯酸乳液，包括原料和去离子水，去离子水对百分占比为原料的55％，原料由以下百分比成分组成：丙烯酸丁酯为34％、甲基丙烯酸酯为12.5％、丙烯酸为1.5％、苯乙烯为35％、环氧树脂E51为10％、N-羟甲基丙烯酰胺为1.2％、双丙酮丙烯酰胺为1.5％、乳化剂为1.5％、OP-10为2％、引发剂为0.8％。

优选的，本实施例中引发剂为过硫酸铵。

优选的，本实施例中甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯。

优选的，本实施例中乳化剂为十二烷基硫酸钠(K12)。

本实施例在使用时，采用本实施例制备的环氧丙烯酸乳液产品，涂料的涂抹厚度100um，涂抹时表干时间0.5h、实干时间24h、耐冲击性50cm、附着力20MPa，渣量<0.8％，于耐水性200h，耐盐水150h，耐盐雾40～50h的测试条件下，表面光滑，未出现起泡、生锈、脱落现象。

实施例4：

一种环氧丙烯酸乳液，如图1所示，包括原料和去离子水，去离子水对百分占比为原料的60％，原料由以下百分比成分组成：丙烯酸丁酯为33％、甲基丙烯酸酯为11.5％、丙烯酸为1％、苯乙烯为40％、环氧树脂E51为9.2％、N-羟甲基丙烯酰胺为1.2％、双丙酮丙烯酰胺为1％、乳化剂为1.2％、OP-10为1％、引发剂为0.9％。

优选的，本实施例中引发剂为丙苯过氧化氢。

优选的，本实施例中甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯。

优选的，本实施例中乳化剂为烷基二苯基醚二磺酸钠(DB-45)。

本实施例在使用时，采用本实施例制备的环氧丙烯酸乳液产品，涂料的涂抹厚度100um，涂抹时表干时间0.5h、实干时间36h、耐冲击性45cm、附着力10MPa，渣量<0.1％；于耐水性200h，耐盐水150h，耐盐雾40～50h的测试条件下，微起皮，未出现起泡、生锈现象。

实施例1-4的实验结果：制备的环氧丙烯酸乳液经过合成测试，微量渣，性能稳定，在耐水、耐盐、附着力、防锈等方面表现较好。

实施例5：

一种实施例1-4所述环氧丙烯酸乳液的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：

S3：单体滴加：将组份A与组份B混合后向反应釜滴入剩余单体组和剩余份量的去离子水、引发剂，升温至75～85℃，反应15～20min，保温1h；

所述组份A的混合环境为常温，500～1600r/min条件下搅拌0.5～5h。

所述组份B的混合环境为温度75～90℃，130～250r/min条件下搅拌0.5～5h，保温1h。

所述单体滴加的滴入时间为2～2.5h。

进一步的，所述单体滴加还包括剩余的丙烯酸在单体组添加总量为70％后加入，N-羟甲基丙烯酰胺在引发剂添加量至70％后加入，双丙酮丙烯酰胺在单体组添加总量为20％后加入。

所述环氧丙烯酸乳液产品的粒径为60～300nm。

所述环氧丙烯酸乳液产品的固含为45％。

本实施例在使用时，通过控制合成工艺，利用环氧树脂E51对苯丙乳液进行特殊改性，以提高乳液的防腐性能，从而可以大幅提高普通防锈底漆的防锈性能；通过控制乳化体系等因素，控制乳胶粒的颗粒粒径及分子量大小，来保证乳液的稳定性，从而提高制备乳液的耐水性、附着力等性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种环氧丙烯酸乳液，包括原料和去离子水，去离子水对百分占比为原料的40～60％，其特征在于，原料由以下百分比成分组成：丙烯酸丁酯为30～40％、甲基丙烯酸酯为10～20％、丙烯酸为1～4％、苯乙烯为35～45％、环氧树脂E51为5～15％、N-羟甲基丙烯酰胺为1～3％、双丙酮丙烯酰胺为1～3％、乳化剂为1～3％、OP-10为1～3％、引发剂为0.5～1.0％。

2.根据权利要求1所述的一种环氧丙烯酸乳液，其特征在于，所述引发剂为双氧水、安息香乙醚、二苯甲酮、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、丙苯过氧化氢、丁基过氧化氢、乙二胺中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种环氧丙烯酸乳液，其特征在于，所述甲基丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或两种以上的组合物。

4.根据权利要求3所述的一种环氧丙烯酸乳液，其特征在于，所述乳化剂为烷基二苯基醚二磺酸钠(DB-45)、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵盐(CO-436)、十二烷基硫酸钠(K12)中的一种。

5.一种环氧丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种环氧丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述组份A的混合环境为常温，500～1600r/min条件下搅拌0.5～5h；

7.根据权利要求5所述的一种环氧丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述单体滴加的滴入时间为2～2.5h；

8.根据权利要求7所述的一种环氧丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，所述环氧丙烯酸乳液产品的粒径为60～300nm；所述环氧丙烯酸乳液产品的固含为45％。