[发明专利]一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用，该快干型水性环氧酯乳液可以用来制备快干型水性环氧酯防锈涂料。

背景技术

随着人们环保意识的增强，溶剂型涂料由于造成严重的环境污染和健康问题，其使用受到越来越多的限制。环境友好的水性涂料是当前涂料行业发展的趋势。

环氧酯防锈涂料由于其优异的防锈性能而在金属防锈领域有着广泛的应用。环氧酯树脂是由环氧树脂与植物油脂肪酸通过酯化反应而制成，因此，环氧酯同时具备了环氧树脂与干性油的许多优良特性。与醇酸树脂相比，环氧酯树脂具有更高的耐水解性，并且具有更加优良的防锈性能。

将环氧酯树脂水性化并制备环保、防锈性能优异的水性环氧酯防锈涂料已经受到颇多的注意，但进展不大。直至今日，关于水性环氧酯及以它为基料的防锈底漆的专利只是寥寥几篇，快干型水性环氧酯乳液及其防锈底漆的专利几乎没有。

日本专利[专利号：05306377]公开了一种水性环氧酯树脂乳液的制备方法。它是分别以环氧树脂与不饱和脂肪酸反应制成环氧酯树脂，以(甲基)丙烯酸(酯)等不饱和单体共聚制得丙烯酸树脂，再将两者缩合得到丙烯酸改性环氧酯树脂，经真空蒸馏脱除溶剂，加胺中和羧基，加水稀释得到丙烯酸改性环氧酯乳液。该制备方法的缺点之一是树脂合成过程中需大量有机溶剂，脱除溶剂过程能耗高，生产效率低；缺点之二是丙烯酸树脂与环氧酯树脂接枝效率低，有部分未接枝的环氧酯容易从乳液中析出，乳液的储存稳定性较差；缺点之三是整个合成工艺复杂繁琐，生产效率低。

中国专利[专利号：01107873.1]公开了一种核-壳结构的水性环氧酯乳液的制备方法；中国专利[专利号：200610037496.5]和中国专利[专利号：200610037500.8]公开了一种有机硅丙烯酸环氧酯水分散体。这些专利的制备方法相类似：都是将环氧树脂和脂肪酸进行酯化，得到环氧酯树脂，再将此环氧酯树脂与预定酸值的丙烯酸酯类混合单体进行自由基共聚，形成共聚产物，将该共聚产物用胺(或氨)中和后进行水稀释后得到环氧酯乳液。该类制备方法也存在以下缺点：(1)反应过程不易控制，容易发生凝胶；(2)该合成过程中，由于丙烯酸酯类单体不能完全反应，残留在乳液体系中，气味大，毒性重；(3)树脂酸值较高，漆膜的耐水性和防锈性能较差。

中国专利[专利号：200610118141.9]公开了一种核-壳结构的水性环氧酯乳液的制备方法。该水性环氧酯乳液是一种以环氧酯树脂为“核”，以反应性非迁移表面活性剂为“壳”的自干型“核-壳”结构水分散体乳液。由于该乳液的制备是通过转相乳化而制备的，存在乳化设备要求高、乳胶粒径粗、储存稳定性差等缺点，同时，由于使用了较多量的表面活性剂，使漆膜的成膜性、耐水性及防锈性能变差。

发明内容

本发明旨在克服上述制备水性环氧酯乳液过程中的一些缺点，提供一种快干型水性环氧酯乳液及其制备方法和应用。该快干型水性环氧酯乳液具有干燥速度快、耐水性和防锈性能优异、储存稳定性好、安全环保和制备工艺简单等特点。

本发明的技术方案包括快干型水性环氧酯乳液的制备，及以该乳液为基料，配以无毒高效的防锈颜料，制成防锈性能优良的快干型水性环氧酯防锈底漆。

本发明提供的快干型水性环氧酯乳液的制备机理如下：先将环氧树脂、植物油和不饱和脂肪酸进行反应；至酸值合格后，再补加入不饱和脂肪酸，并滴加丙烯酸酯的混合单体；至转化率合格后，继续升温，进行酯化反应，直至酸值合格后降温；加入助溶剂、中和剂，最后用去离子水进行稀释而得到快干型水性环氧酯乳液。

本发明是这样实现的，一种快干型水性环氧酯乳液，其特点是所述的水性环氧酯乳液的原料组成，按重量百分率计，包括下列组分：环氧树脂10～30重量％；不饱和脂肪酸10～30重量％；植物油2～15重量％；(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体4～20重量％；甲基丙烯酸2～8重量％；引发剂0.1～0.5重量％；助溶剂2～5重量％；中和剂1～3重量％；去离子水45～55重量％。

本发明中所述的环氧树脂选自：E-12、E-20、E-42、E-44、E-51、E-31、E-39-D、E-03、E-06、F-51、F-46、F-44中的一种或几种。

所述的环氧树脂具体选自：上海新华树脂厂出品的E-12、E-20、E-42、E-44、E-51；上海树脂厂有限公司出品的F-51、F-46、F-44；无锡树脂厂出品的E-31、E-39-D；江苏三木集团出品的E-03、E-06。