一種高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹脂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水溶性丙烯酸樹脂領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯 fe樹脂。
【背景技術(shù)】
[0002] 水溶性樹脂通常是通過將產(chǎn)物中的親水性基團(tuán)，如羧基、羥基、氨基、醚基、酰胺基 等，中和成鹽后加入純凈水而制得，可以在很大程度上減少VOC的排放，其環(huán)境可接受性大 大高于溶劑型樹脂，并且節(jié)約并且節(jié)約石油資源，減少火災(zāi)隱患，改善操作環(huán)境。
[0003] 無機(jī)非金屬材料如LED燈管、酒瓶、家具的平板玻璃等所用的涂料在涂料市場(chǎng)占 據(jù)很大的份額，原來的LED燈管涂料一直是以二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環(huán)己酮等有機(jī) 溶劑為稀釋劑的溶劑型涂料，有很大的氣味，嚴(yán)重危害人的健康，并且很容易引發(fā)火災(zāi)，而 水溶性涂料規(guī)避了這些風(fēng)險(xiǎn)，大大減少了 VOC的排放，以水代替溶劑也大大節(jié)約了石油資 源，是一種環(huán)保的新型產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決使用溶劑型涂料時(shí)所產(chǎn)生的問題，提供一種高性能環(huán)保型 水溶性環(huán)氧丙烯酸樹脂，該環(huán)氧丙烯酸樹脂屬于水溶性樹脂，以水為稀釋劑，有利于減少 VOC的排放，避免發(fā)生火災(zāi)，減少對(duì)人體健康的危害。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下。
[0006] 本發(fā)明提供的高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹脂由以下原料按照以下重量份 合成而得：溶劑42-45份、引發(fā)劑0. 5-1. 2份、丙烯酸類羧基單體3-8份、丙烯酸類羥基單體 0. 6-2. 5份、其他丙烯酸類單體28-37份、環(huán)氧酯中間體5-10份、中和劑1. 5-3份和純凈水 8-12 份； 其中，所述環(huán)氧酯中間體由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑28-31份、科赫酸 18-23份、環(huán)氧樹脂48-52份、催化劑0. 3-0. 6份和阻聚劑0. 2-0. 5份。
[0007] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧酯中間體由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑28-31份、 科赫酸18-21份、環(huán)氧樹脂48-50份、催化劑0. 3-0. 5份和阻聚劑0. 2-0. 4份。
[0008] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧丙烯酸樹脂由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑42-45 份、引發(fā)劑〇. 5-1. 0份、丙烯酸類羧基單體3-6份、丙烯酸類羥基單體0. 6-2. 0份、其他丙烯 酸類單體28-35份、環(huán)氧酯中間體5-8份、中和劑1. 5-2. 5份和純凈水8-12份。
[0009] 優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧當(dāng)量為500-3000的雙酚A型環(huán)氧樹脂或者雙酚F型 環(huán)氧樹脂。
[0010] 優(yōu)選的，所述溶劑為乙二醇乙醚、丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、異丙醇、仲丙醇 和乙醇中的一種或幾種。
[0011] 優(yōu)選的，所述丙烯酸類羧基單體為丙烯酸或者甲基丙烯酸中的一種或兩種。
[0012] 優(yōu)選的，所述丙烯酸類羥基單體為甲基丙烯酸羥乙酯或者甲基丙烯酸羥丙酯中的 一種或兩種。
[0013] 優(yōu)選的，所述其他丙烯酸類單體為甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸 異冰片酯和苯乙烯中的一種或幾種。
[0014] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酸、過氧化苯甲酸叔丁酯、二叔丁基過氧化物、 二叔戊基過氧化物、過氧化氫異丙苯和過氧化（2-乙基己酸）叔丁酯中的一種或幾種。
[0015] 優(yōu)選的，所述中和劑為N，N-二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和氨 水中的一種或幾種。
[0016] 本發(fā)明提供的高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹脂的合成步驟如下： (1) 將溶劑按份量分為第一份溶劑和第二份溶劑，其中，第一份溶劑的量為合成環(huán)氧 酯中間體所需溶劑總量的50-70%，第二份溶劑的量為合成環(huán)氧酯中間體所需溶劑總量的 30-50% ;按配比在反應(yīng)釜中加入科赫酸和第一份溶劑，攪拌均勻并升溫至100-130°C ;按照 配方將環(huán)氧樹脂、第二份溶劑、阻聚劑和催化劑混合均勻，得到第一混合液；向反應(yīng)釜中勻 速滴加第一混合液，滴加時(shí)間為l_2h ;滴加完第一混合液后，繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后降溫 至70°C以下，得到環(huán)氧酯中間體； (2) 按照配比，將引發(fā)劑、丙烯酸類羧基單體、丙烯酸類羥基單體、其他丙烯酸類單體和 環(huán)氧酯中間體均勻混合，得到第二混合液，其中，第二混合液中引發(fā)劑的量為合成環(huán)氧丙烯 酸樹脂所需引發(fā)劑總量的50-60% ;在另一反應(yīng)釜中按配比加入溶劑，攪拌加熱至80°C，然 后向該反應(yīng)釜中勻速滴加三分之一的第二混合液；當(dāng)溫度上升至110-120 °C時(shí)，將剩余的 第二混合液用2. 5h勻速滴加入反應(yīng)釜內(nèi)；滴加完第二混合液后，將剩余的引發(fā)劑分為5份， 每隔10分鐘向反應(yīng)釜內(nèi)加1份；加完引發(fā)劑后繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后，抽真空，蒸出反應(yīng) 釜內(nèi)50-60%的溶劑；降溫，并按配比滴加中和劑和純凈水的混合物，最后向反應(yīng)釜中按上 一步所蒸出的溶劑的量補(bǔ)加溶劑，并攪拌均勻，最終得到本發(fā)明提供的高性能環(huán)保型水溶 性環(huán)氧丙烯酸樹脂。
[0017] 本發(fā)明的有益效果： (1)合成本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烯酸樹脂的原料使用了環(huán)氧酯中間體，該環(huán)氧酯中間體 是環(huán)氧樹脂經(jīng)過科赫酸改性之后而制得的，以環(huán)氧酯中間體為原料合成環(huán)氧丙烯酸樹脂可 以提供環(huán)氧丙烯酸樹脂對(duì)基材的附著力，增加環(huán)氧丙烯酸樹脂與氨基樹脂等交聯(lián)劑的交聯(lián) 點(diǎn)，使所配制的水性漆具有更高的硬度和附著力，從而提高了漆的耐水性，耐溶劑性。
[0018] (2)本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烯酸樹脂為水溶性樹脂，以水為稀釋劑，大大降低了 VOC 的排放，改善了環(huán)境，降低了施工時(shí)對(duì)人體健康的傷害，同時(shí)也降低了火災(zāi)的隱患。
[0019] (3)本發(fā)明提供的環(huán)氧丙烯酸樹脂可與氨基樹脂等交聯(lián)制成低溫烘烤型玻璃漆， 具有良好的附著力和耐水性。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，以下列舉的實(shí)施例僅代表一種或幾種最佳實(shí)施方 式，不應(yīng)該構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021] 實(shí)施例1 : 按配比在反應(yīng)釜中加入18份科赫酸和18份丁醇，攪拌均勻并升溫至KKTC ;按照配方 將50份環(huán)氧當(dāng)量為1500的雙酚A型環(huán)氧樹脂、12份丁醇、0. 2份阻聚劑和0. 5份催化劑混 合均勻，得到第一混合液；向反應(yīng)釜中勻速滴加第一混合液，滴加時(shí)間為1-2h ;滴加完第一 混合液后，繼續(xù)反應(yīng)3h;反應(yīng)結(jié)束后降溫至70°C以下，得到環(huán)氧酯中間體。
[0022] 按照配比，將0. 5份過氧化苯甲酸叔丁酯、3份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、1. 5份甲基 丙烯酸羥乙酯、14份丙烯酸丁酯、16份甲基丙烯酸甲酯和8份環(huán)氧酯中間體均勻混合，得到 第二混合液；在另一反應(yīng)釜中按配比加入42份丁醇，攪拌加熱至80°C，然后向該反應(yīng)釜中 勻速滴加三分之一的第二混合液；當(dāng)溫度上升至114°C時(shí)，將剩余的第二混合液用2. 5h勻 速滴加入反應(yīng)釜內(nèi)；滴加完第二混合液后，將另外的0. 4份過氧化苯甲酸叔丁酯分為5份， 每隔10分鐘向反應(yīng)釜內(nèi)加1份；加完引發(fā)劑后繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后，抽真空，蒸出20 份丁醇；降溫，并按配比滴加由1. 2份氨水、0. 5份N，N-二甲基乙醇胺和10份純凈水組成 的混合物，最后向反應(yīng)釜中補(bǔ)加23份丁醇，并攪拌均勻，最終得到本發(fā)明提供的高性能環(huán) 保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹脂。
[0023] 得到的高性能環(huán)保型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹脂的酸值為54. 3mg KOH/g，固含量為 40. 2%，粘度為1800mps，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為27°C。
[0024] 實(shí)施例2 : 按配比在反應(yīng)釜中加入20份科赫酸和15份丁醇，攪拌均勻并升溫至KKTC ;按照配方 將49份環(huán)氧當(dāng)量為2000的雙酚A型環(huán)氧樹脂、15份丁醇、0. 4份阻聚劑和0. 4份催化劑混 合均勻，得到第一混合液；向反應(yīng)釜中勻速滴加第一混合液，滴加時(shí)間為l_2h ;滴加完第一 混合液后，繼續(xù)反應(yīng)3h;反應(yīng)結(jié)束后降溫至70°C以下，得到環(huán)氧酯中間體。
[0025] 按照配比，將0.5份過氧化苯甲酸叔丁酯、4份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、2份甲基丙 烯酸羥乙酯、15份丙烯酸丁酯、16. 5份甲基丙烯酸甲酯和7份環(huán)氧酯中間體均勻混合，得到 第二混合液；在另一反應(yīng)釜中按配比加入43份丁醇，攪拌加熱至80°C，然后向該反應(yīng)釜中 勻速滴加三分之一的第二混合液；當(dāng)溫度上升至ll〇°C時(shí)，將剩余的第二混合液用2. 5h勻 速滴加入反應(yīng)釜內(nèi)；滴加完第二混合液后，將另外的0. 5份過氧化苯甲酸叔丁酯分為5份， 每隔10分鐘向反應(yīng)釜內(nèi)加1份；加完引發(fā)劑后繼續(xù)反應(yīng)3h ;反應(yīng)結(jié)束后，抽真空，蒸出22 份丁醇；降溫，并按配比滴加由1. 5份氨水、I. 0份N，N-二甲基乙醇胺和9份純凈水組成的 混合物，最后向反應(yīng)釜中補(bǔ)加24份丁醇，并攪拌均勻，最終得到本發(fā)明提供的高性能環(huán)保 型水溶性環(huán)氧丙烯酸樹脂。
[0026] 得