[发明专利]一种环氧树脂乳液及其在水性涂料中的应用

说明书

本发明涉及一种环氧树脂乳液及其在水性涂料中的应用，属于涂料技术领域。该乳液主要是通过聚醚、硅氧烷先通过交联、水解聚合的方式得到带不饱和键的预聚体，再通过预聚体和丙烯酸单体同时与环氧树脂发生接枝反应，得到改性的环氧树脂乳液。这种乳液应用于水性环氧涂料中比常规的丙烯酸改性的水性环氧树脂乳液更好的耐候性和耐紫外性能。

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂乳液及其在水性涂料中的应用，属于涂料技术领域。

背景技术

传统溶剂型涂料在生产和使用过程中所释放的有机挥发性物质(VOC)产生的污染，目前

被排在汽车之后，列为城市主要污染源。随着科技进步和经济的高速发展，资源和能源的匮乏已引起世界各国的重视，节资节能，保护环境，是世界涂料界面临的主要问题。作为溶剂型涂料替代品之一的水性涂料，已受到世界各国的重视。水性涂料是以水作溶剂或分散介质的涂料。最早的商品化水性涂料是在20世纪30年代出现的。基于其对环境的相容性和保护性。并具有节省资源、节约能源的优点，水性涂料产品很快就被市场接受，并逐渐发展扩大。日本、美国1986年水性涂料分别占涂料总销售量的18%和22%，英国1995年水性涂料产量占全国涂料总产量的64.5%。我国从60年代开始研究水性涂料，进入90年代后，国家大力扶持水性涂料的发展。目前的市场占有率虽不是很高，但却具有广阔的发展前景。

可作水性涂料基料的树脂包括醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯和聚酯树脂等。因环氧树脂具有附着力强、耐化学药品腐蚀等特点，而广泛应用于涂料工业领域。但环氧树脂难溶于水，只溶于有机溶剂中，因此传统的环氧涂料为溶剂型的。随着世界各国对环境保护的日益重视，开发水性涂料以取代溶剂型涂科已成为涂料工业的发展方向。

环氧树脂水基体系的制备方法主要有三种：(1)直接法即机械法，用球磨机、胶体磨、均氏器等将环氧树脂磨碎，然后加入乳化剂水溶液，再通过机械搅拌将粒子分散于水。(2)相反转法 即通过改变水相的体积，将聚合物从油包水状态转变成水包油状态。(3)化学法主要是通过打开环氧键引入极性集团和通过自由基引发接枝反应将极性基因引入环氧树脂分子骨架中，使其具有亲水性，从而可在水中分散。机械法和相反转法所制得的粒子粒径较大，通常为微米级。而化学改性法所制得的粒子尺寸较小，约几十到几百纳米，因此化学改性法制得的乳液稳定。

高分子树脂实现水性化后，往往导致一些性能和工艺方面的缺点。近年来，许多研究者开展了多种树脂的复合研究，即采用接枝、酯化或聚合等化学反应过程将 2 种以上的树脂复合，取长补短，进一步提升水性树脂的综合性能。其中环氧树脂和聚丙烯酸酯树脂作为使用量大、性能互补性强的两类树脂，其复合技术被广泛关注。采用化学法的丙烯酸改性环氧树脂，将丙烯酸树脂与环氧树脂反应，形成含富酸基团的环氧丙烯酸树脂，再用氨水中和成盐，从而形成水溶性树脂。

但是现有技术中，丙烯酸改性的水性环氧树脂涂料仍然存在着在对一些腐蚀性条件、紫外条件下的耐候性能不好的缺点，影响了涂料的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是：提出了一种丙烯酸改性的水性环氧树脂乳液，以及基于上述乳液的环氧树脂涂料。该乳液主要是通过聚醚、硅氧烷先通过交联、水解聚合的方式得到带不饱和键的预聚体，再通过预聚体和丙烯酸单体同时与环氧树脂发生接枝反应，得到改性的环氧树脂乳液。这种乳液比常规的丙烯酸改性的水性环氧树脂乳液更好的耐候性和耐紫外性能。

技术方案是：