[发明专利]自分层水性树脂及其制备、应用方法

说明书

本发明涉及自分层水性树脂及其制备、应用方法，原材料由丙烯酸类单体、引发剂、乳化剂、液体环氧树脂、改性剂和去离子水组成；以丙烯酸类单体、引发剂、乳化剂和去离子水为原料，采用乳液聚合的方法制备丙烯酸酯乳液；以液体环氧树脂、改性剂和去离子水为原料，采用相反转工艺制备环氧乳液；将丙烯酸酯乳液和水性环氧乳液混合，制得自分层水性树脂。本发明制备的自分层水性树脂，热塑性乳液能够和环氧树脂长期稳定存在，保留了环氧树脂的特性，能够与环氧固化剂开环交联形成连续的致密的膜。

技术领域

本发明属于涂料化工技术领域，具体涉及一种自分层水性树脂及其制备、应用方法。

背景技术

近年来，环保成为工业发展的热点。工业的发展能够为人类的生活提供便利，但同时对大自然的影响也最终会影响到人类自身。随着气候变暖、空气质量下降等自然现象的出现，人类逐步意识到，人与自然是息息相关的。所以，人们也越来越关注对环境的保护。而在涂料行业，环保型涂料逐渐进入人们的视野。水性涂料作为环保型涂料的一种，其发展也日新月异。

水性涂料与溶剂型涂料相比，溶剂使用量少，低VOC排放，对环境友好，使其正在逐步替代溶剂型涂料。虽然越来越多的成功应用案例证明，即使在恶劣的环境条件下，水性涂料也可为钢材提供良好的防腐蚀性能，但水性涂料的性能与溶性型涂料的性能相比，仍无法完全达到或超越溶剂型涂料，使得水性涂料的发展应用受到限制。

环氧树脂因其优异的性能而被广泛应用于防护涂料中。丙烯酸酯类树脂因其优良的耐候性、耐水性和保光性，被广泛用于面漆等装饰涂料中。在配套涂料中，通常需要进行两/三次的涂覆，才能达到防护和装饰的效果。每一层的涂覆都需要较长的适用期和固化过程，这会加重环境垃圾的产生、污染物增多，同时也会造成能源的浪费。为了克服这些缺点，市场迫切需要一种能够结合防护性能和装饰效果的涂料，不仅减少涂层的数量，也能够提供与配套涂料相同或更好的性能。在一次涂装后，涂覆在底材上的涂料能够一次成型，自发分层呈梯度结构，形成底涂和面凃。为满足上述自分层涂料和环保的要求，需要研发一种能够在成膜过程中自分层的水性树脂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自分层水性树脂及其制备、应用方法，能一次成型、自发分层，实现防护性能和装饰效果。

为了达到上述的目的，本发明提供一种自分层水性树脂，由丙烯酸酯乳液和水性环氧乳液混合而成，其中，水性环氧乳液的重量百分比为30～60％，其余为丙烯酸酯乳液；所述丙烯酸酯乳液由丙烯酸类单体预乳液采用乳液聚合的方式制备，制备中乳化剂选用阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合乳化剂。

上述自分层水性树脂，其中，所述丙烯酸酯乳液为乳液聚合的热塑性聚合物，所述丙烯酸酯乳液中丙烯酸酯的分子量5000。

本发明提供的另一技术方案是一种自分层水性树脂制备方法，包括：

配料：原材料由丙烯酸类单体、引发剂、乳化剂、液体环氧树脂、改性剂和去离子水组成，各组份重量百分比为：丙烯酸类单体20～24％，引发剂0.03～0.06％，乳化剂0.2～0.4％，液体环氧树脂20～24％，改性剂2～4％，去离子水45～60％；

制备丙烯酸酯乳液：以丙烯酸类单体、引发剂、乳化剂和去离子水为原料，采用乳液聚合的方法制备丙烯酸酯乳液；

制备水性环氧乳液：以液体环氧树脂、改性剂和去离子水为原料，采用相反转工艺制备环氧乳液；

将丙烯酸酯乳液和水性环氧乳液混合，制得自分层水性树脂。

上述自分层水性树脂制备方法，其中，所述丙烯酸类单体为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、苯乙烯、苯乙烯磺酸钠和丙烯酸丁酯中的一种或两种以上组合；所述引发剂为过硫酸盐类。

上述自分层水性树脂制备方法，其中，所述乳化剂为阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成的复合乳化剂。