[发明专利]一种环氧丙烯酸杂化乳液及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧丙烯酸杂化乳液，尤其涉及一种水性环氧丙烯酸杂化乳液体系的制备与应用，该环氧丙烯酸杂化乳液配合固化剂使用可以达到较高的硬度和耐磨性，尤其适合用于工业涂料体系的保护涂层。

背景技术

目前，工业用防腐蚀涂层主要是使用溶剂型的环氧来实现，通过与不同种类的固化剂如多胺、多官能的酸或酸酐等进行固化可以达到比较高的硬度和防腐蚀保护作用。通常，由于所使用的环氧体系的粘度较大，需要加入大量的溶剂进行稀释才可以达到所需要的使用粘度要求；同时溶剂也可以帮助形成比较致密和平整均一的涂抹。但是，由于所加入的溶剂在成膜过程中不可避免的会挥发到空气中，这就造成对环境极大的污染；而且大多数通常使用的溶剂都是芳烃类的溶剂，大量使用该类溶剂不仅仅造成能源的浪费，并且对施工的人员也造成比较大的伤害。近年来，随着环保的压力逐渐增大，尤其是在各项对溶剂型体系的法规的限制越来越严格条件下，溶剂的环氧涂料体系正在逐步地被无溶剂和水性化的体系替代。

随着技术的发展，水性化的环氧体系得到了大力的推进；主要的技术是通过使用外乳化剂将环氧进行乳化形成水乳化的分散液，然后施工时与水溶的固化剂进行搭配，固化成膜。由于使用水代替有害的溶剂，对于环境和施工人员都是极大的保护；虽然这极大的增加了环保型，但也带来了很多问题。一方面，使用乳化剂进行乳化时，往往在常用的低速搅拌状态下无法形成比较好的乳化液，需要进行高速的乳化，这对设备提出了比较高的要求；而使用的外乳化剂与环氧组分无化学键的作用，使得生成的环氧乳化分散液的稳定性较差，通常只能在比较短的时间内存放，超过使用时限会出现破乳和分层严重的情况。乳化过程中使用的乳化剂基本都是水溶性的，往往需要加入的量比较大，这就造成形成的漆膜中含有比较多的乳化剂，大大降低了漆膜的耐水性和其他由于耐水性导致的性能降低。另一方面，环氧体系通常无法单独使用，需要配合固化剂一起使用才可以达到所需的性能要求。水性化的环氧体系对乳化剂提出了更高的要求，需要固化剂是水溶性或水分散性的，因此会使得固化剂的通用性降低。另外，由于水溶性的固化剂与环氧体系的反应活性较强，大大降低了可使用时间，这就需要水性的环氧体系在比较短的时间内必须使用，无法进行存放。虽然水性化的环氧体系有各种缺点，但是环保性的增加，加速了在整个领域的开发和应用。

环氧体系的涂层具有各种优点，如可以与固化剂进行高度固化形成的高硬度，具有比较好的耐溶剂性等。但比较差的耐候性限制了其在很大一部分领域的使用，尤其是作为面层的保护图层很难通过环氧体系来实现，一旦使用，在光照和环境条件下会出现粉化、黄变等降低了保护性能。丙烯酸酯体系具有非常优异的耐候性，并且由于丙烯酸酯单体的多样性，可以通过调节不同的单体的使用达到各种不同应用的要求，尤其是作为面层的保护的体系，丙烯酸酯涂层可以达到长久性的保护作用，不会出现粉化和黄变的现象。但是丙烯酸酯体系的耐溶剂性较差，而且能满足高度固化的情况下的材料不是很多，主要通过异氰酸酯的双组份固化获得；而异氰酸酯的价格较高，与丙烯酸酯的反应活性相对环氧与氨基的反应活性要差很多，所以在某些性能上还是与环氧的固化体系存在一定的差距。