[发明专利]一种水性有机盐改性环氧酯树脂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水性有机盐改性环氧酯树脂及其制备方法与应用。

背景技术

水性环氧酯涂料由于其优异的防锈性能和环保性在金属防锈领域有极佳的使用价值。环氧酯树脂水性化通常采用成盐法，即先合成还有羧基的环氧酯树脂，再用碱中和形成盐，达到水溶的目的。

CN101851396A于2010年10月06日公开了一种水性环氧酯树脂组合物及其制备方法，它以乙烯基单体改性环氧酯树脂，用氨中和后加水分散得到水性环氧酯树脂。该方法残余乙烯基单体较多，气味重，且树脂酸值较高，中和碱量较大，在碱性环境下酯键易水解断裂，树脂稳定性欠佳。

CN102757551A于2012年10月31日公开了一种水性环氧改性醇酸树脂及其制备方法，它以偏苯三酸酐制备高酸值环氧改性醇酸树脂，以氨中和树脂得到铵盐。该树脂同样在碱性环境中酯键水解断裂，贮存过程中油水分层，用该树脂制备的涂料涂膜耐盐雾性较差。

CN102391439A于2012年03月28日公开了一种环氧酯改性水性醇酸树脂的制备方法，该方法先制备环氧酯改性醇酸树脂，再与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸在引发剂作用下加成反应制得水溶性环氧酯改性醇酸树脂，该方法工艺过程难控制，树脂易凝胶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种水溶稳定性好，耐盐雾性好的水性有机盐改性环氧酯树脂及其制备方法，利用本发明环氧酯树脂可制备底面合一防锈涂料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明之水性有机盐改性环氧酯树脂，由以下质量百分比的原料制成：环氧树脂7～9%，植物油脂肪酸26～34%，有机磺酸盐3～5%，二元醇9～16%，多元醇5～10%，二元酸17～21%，多元酸1.5～3.0%，酯化催化剂0.06～0.08%，助溶剂16～18%，胺或氨0.3～0.5%。

进一步，所述环氧树脂为E-06环氧树脂、E-12环氧树脂、E-20环氧树脂中的一种或几种的混合物。

进一步，所述植物油脂肪酸为亚麻油酸、脱水蓖麻油酸、豆油脂肪酸、亚桐油酸、椰子油酸、棉籽油酸、妥尔油脂肪酸中的一种或几种的混合物。

进一步，所述有机磺酸盐为含磺酸盐基的功能性单体，选自间苯二甲酸磺酸钠、对苯二甲酸磺酸钠、磺酸基对苯甲酸、磺酸基邻苯甲酸中的一种或几种的混合物。

进一步，所述二元醇为乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇中的一种或几种的混合物。

进一步，所述多元醇为甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷中的一种或几种的混合物。

进一步，所述二元酸为间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、己二酸、四氢苯酐、顺丁烯二酸酐、戊二酸中的一种或几种的混合物。

进一步，所述多元酸为偏苯三酸酐。

进一步，所述酯化催化剂为氧化锌、氢氧化锂、十二烷基月桂酸锡、正丁基锡酸、异辛酸锡中的一种或几种的混合物。

进一步，所述助溶剂为乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、正丁醇、异丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种的混合物。

本发明之水性有机盐改性环氧酯树脂的制备方法，包括以下步骤：

（1）按以下质量百分配比称取原料：环氧树脂7～9%，植物油脂肪酸26～34%，有机磺酸盐3～5%，二元醇 9～16%，多元醇 5～10%，二元酸17～21%，多元酸1.5～3%，酯化催化剂0.06～0.08%，助溶剂16～18%，胺或氨0.3～0.5%；

（2）有机磺酸盐酯化物的制备：将有机磺酸盐，相当于有机磺酸盐三倍重量的二元醇，配方量三分之一的酯化催化剂加入反应器中，搅拌升温至160±5℃后，以5±1℃/15分钟的速率升温至200～210℃，保温反应至酸值小于2mgKOH/g，得到有机磺酸盐酯化物；

（3）环氧酯半开环反应物制备：将环氧树脂、植物油脂肪酸和配方量三分之一的酯化催化剂加入反应器中，升温至130±5℃开始搅拌，继续升温至180～185℃，反应1.0～1.5h；

（4）在步骤（3）所得反应物中加入有机磺酸盐酯化物、余下的二元醇、多元醇、二元酸、余下的酯化催化剂，搅拌升温至160～165℃，然后以5±1℃/15分钟的速率升温到225～230℃，保温直至反应物透明；