[发明专利]一种水性环氧有机硅丙烯酸酯复合树脂及其制备方法

说明书

本发明提供一种水性环氧有机硅丙烯酸酯复合树脂。本发明还提供一种水性环氧有机硅丙烯酸酯复合树脂的制备方法及其反应路线。本发明还提供一种水性环氧有机硅丙烯酸酯复合树脂的用途。本发明提供的一种水性环氧有机硅丙烯酸酯复合树脂及其制备方法，制备树脂适宜于户外使用的涂料主要是工程机械漆，其耐水性合格，不返锈，水溶性强，光泽度好，性能优异。

技术领域

本发明属于合成树脂领域，涉及一种工程机械漆用复合树脂及其制备方法，具体涉及一种水性环氧/有机硅/丙烯酸酯复合树脂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着环保的呼声越来越高，各个行业已经开始了向绿色环保方向的发展。如今随着人们环保意识的不断加强，逐渐认识到传统溶剂型涂料的挥发性有机化合物(VOC)排放的高危害。因此，以传统有机化合物为溶剂，含有芳烃等各类有毒有害物质的工程机械涂料逐渐被环保的水性工程机械涂料所取代。由于丙烯酸酯树脂具有优异的耐候性、耐污性、耐腐蚀性及机械性能，而且保色性优，成膜性好，并且来源丰富，成本相对较低等优点，目前已广泛作为工程机械漆(涂料)的主要成膜物使用。

目前水性丙烯酸酯树脂耐水性及光泽度等与传统溶剂型丙烯酸树脂相比还有较大差距，在屋外使用的工程机械漆的性能要求上尤为突出。但由于传统溶剂型树脂的使用限制，发展高性能的符合要求的水性丙烯酸树脂成了当务之急。水性工程机械涂料会出现如下问题：在潮湿天气喷涂作业时，漆膜干燥后耐水性较差，遇水易出现铸铁底材返锈，光泽度下降等缺点；对于改性的丙烯酸树脂又常出现水溶性下降(影响与水性色浆的相溶)或耐水性提高有限。如目前技术单以有机硅偶联剂加入方式改性时，由于有机硅链长不够，耐水性提高不足；单以环氧树脂改性时会消耗丙烯酸单体，导致树脂水溶性快速下降；双组分交联固化型丙烯酸树脂能在一定程度上兼具以上问题，但使用不便，尤其是用于喷涂施工时操作困难，严重影响其应用范围。

如中国专利CN101775109A发明了一种环氧改性含硅水性丙烯酸树脂及其涂料的制备方法，此方法制得的树脂需与氨基树脂交联固化，才能得到优异的耐水性能，光泽度不高，且双组分涂料操作不便。

如中国专利CN109233500A发明了一种水性丙烯酸树脂防锈绝缘涂料及其制备方法，此方法先制备有机硅低聚物，再与环氧树脂混合物理改性，最后通过环氧树脂上的醚键接枝到水性丙烯酸树脂上。该树脂提高了耐水绝缘性能，但光泽度和水溶性不佳。

如中国专利CN107236418A发明了一种环氧树脂改性的水性丙烯酸树脂的制备方法，此方法单环氧树脂改性，虽提高了光泽度，但耐水性和水溶性不佳。以此树脂制备的漆膜的光泽度为88。

综上所述，在制备单组分水性丙烯酸树脂时，通过有机硅物理改性，有机硅链长不够，也不能充分发挥有机硅的特性；单一化学改性也不能满足需求。现有的各种单组分水性丙烯酸树脂未能解决各种性能的平衡，特别是在耐水性(使用性能)与水溶性(制漆性能)；另外目前市场上树脂的光泽度不高，遇水后光泽度下降很大。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种不仅水溶性好、耐水性优异，而且光泽度高的单组分水性环氧/有机硅/丙烯酸酯复合树脂及其制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种水性环氧有机硅丙烯酸酯复合树脂化合物或其盐，所述化合物的化学结构式如式I所示：

上述结构式中，

R₁为

其中，n₁＞0，n₂＞0。

上述R₁结构式中，仅有醚键的一端与化合物具有羰基的一端连接。

所述式I化合物，即水性环氧有机硅丙烯酸酯复合树脂的羧酸形式。