一種高性能環保型水溶性環氧丙烯酸樹脂的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水溶性丙烯酸樹脂領域，尤其涉及一種高性能環保型水溶性環氧丙烯 fe樹脂。
【背景技術】
[0002] 水溶性樹脂通常是通過將產物中的親水性基團，如羧基、羥基、氨基、醚基、酰胺基 等，中和成鹽后加入純凈水而制得，可以在很大程度上減少VOC的排放，其環境可接受性大 大高于溶劑型樹脂，并且節約并且節約石油資源，減少火災隱患，改善操作環境。
[0003] 無機非金屬材料如LED燈管、酒瓶、家具的平板玻璃等所用的涂料在涂料市場占 據很大的份額，原來的LED燈管涂料一直是以二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環己酮等有機 溶劑為稀釋劑的溶劑型涂料，有很大的氣味，嚴重危害人的健康，并且很容易引發火災，而 水溶性涂料規避了這些風險，大大減少了 VOC的排放，以水代替溶劑也大大節約了石油資 源，是一種環保的新型產品。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于解決使用溶劑型涂料時所產生的問題，提供一種高性能環保型 水溶性環氧丙烯酸樹脂，該環氧丙烯酸樹脂屬于水溶性樹脂，以水為稀釋劑，有利于減少 VOC的排放，避免發生火災，減少對人體健康的危害。
[0005] 為實現上述目的，本發明所提供的技術方案如下。
[0006] 本發明提供的高性能環保型水溶性環氧丙烯酸樹脂由以下原料按照以下重量份 合成而得：溶劑42-45份、引發劑0. 5-1. 2份、丙烯酸類羧基單體3-8份、丙烯酸類羥基單體 0. 6-2. 5份、其他丙烯酸類單體28-37份、環氧酯中間體5-10份、中和劑1. 5-3份和純凈水 8-12 份； 其中，所述環氧酯中間體由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑28-31份、科赫酸 18-23份、環氧樹脂48-52份、催化劑0. 3-0. 6份和阻聚劑0. 2-0. 5份。
[0007] 優選的，所述環氧酯中間體由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑28-31份、 科赫酸18-21份、環氧樹脂48-50份、催化劑0. 3-0. 5份和阻聚劑0. 2-0. 4份。
[0008] 優選的，所述環氧丙烯酸樹脂由以下原料按照以下重量份合成而得：溶劑42-45 份、引發劑〇. 5-1. 0份、丙烯酸類羧基單體3-6份、丙烯酸類羥基單體0. 6-2. 0份、其他丙烯 酸類單體28-35份、環氧酯中間體5-8份、中和劑1. 5-2. 5份和純凈水8-12份。
[0009] 優選的，所述環氧樹脂為環氧當量為500-3000的雙酚A型環氧樹脂或者雙酚F型 環氧樹脂。
[0010] 優選的，所述溶劑為乙二醇乙醚、丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、異丙醇、仲丙醇 和乙醇中的一種或幾種。
[0011] 優選的，所述丙烯酸類羧基單體為丙烯酸或者甲基丙烯酸中的一種或兩種。
[0012] 優選的，所述丙烯酸類羥基單體為甲基丙烯酸羥乙酯或者甲基丙烯酸羥丙酯中的 一種或兩種。
[0013] 優選的，所述其他丙烯酸類單體為甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸 異冰片酯和苯乙烯中的一種或幾種。
[0014] 優選的，所述引發劑為過氧化苯甲酸、過氧化苯甲酸叔丁酯、二叔丁基過氧化物、 二叔戊基過氧化物、過氧化氫異丙苯和過氧化（2-乙基己酸）叔丁酯中的一種或幾種。
[0015] 優選的，所述中和劑為N，N-二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和氨 水中的一種或幾種。
[0016] 本發明提供的高性能環保型水溶性環氧丙烯酸樹脂的合成步驟如下： (1) 將溶劑按份量分為第一份溶劑和第二份溶劑，其中，第一份溶劑的量為合成環氧 酯中間體所需溶劑總量的50-70%，第二份溶劑的量為合成環氧酯中間體所需溶劑總量的 30-50% ;按配比在反應釜中加入科赫酸和第一份溶劑，攪拌均勻并升溫至100-130°C ;按照 配方將環氧樹脂、第二份溶劑、阻聚劑和催化劑混合均勻，得到第一混合液；向反應釜中勻 速滴加第一混合液，滴加時間為l_2h ;滴加完第一混合液后，繼續反應3h ;反應結束后降溫 至70°C以下，得到環氧酯中間體； (2) 按照配比，將引發劑、丙烯酸類羧基單體、丙烯酸類羥基單體、其他丙烯酸類單體和 環氧酯中間體均勻混合，得到第二混合液，其中，第二混合液中引發劑的量為合成環氧丙烯 酸樹脂所需引發劑總量的50-60% ;在另一反應釜中按配比加入溶劑，攪拌加熱至80°C，然 后向該反應釜中勻速滴加三分之一的第二混合液；當溫度上升至110-120 °C時，將剩余的 第二混合液用2. 5h勻速滴加入反應釜內；滴加完第二混合液后，將剩余的引發劑分為5份， 每隔10分鐘向反應釜內加1份；加完引發劑后繼續反應3h ;反應結束后，抽真空，蒸出反應 釜內50-60%的溶劑；降溫，并按配比滴加中和劑和純凈水的混合物，最后向反應釜中按上 一步所蒸出的溶劑的量補加溶劑，并攪拌均勻，最終得到本發明提供的高性能環保型水溶 性環氧丙烯酸樹脂。
[0017] 本發明的有益效果： (1)合成本發明提供的環氧丙烯酸樹脂的原料使用了環氧酯中間體，該環氧酯中間體 是環氧樹脂經過科赫酸改性之后而制得的，以環氧酯中間體為原料合成環氧丙烯酸樹脂可 以提供環氧丙烯酸樹脂對基材的附著力，增加環氧丙烯酸樹脂與氨基樹脂等交聯劑的交聯 點，使所配制的水性漆具有更高的硬度和附著力，從而提高了漆的耐水性，耐溶劑性。
[0018] (2)本發明提供的環氧丙烯酸樹脂為水溶性樹脂，以水為稀釋劑，大大降低了 VOC 的排放，改善了環境，降低了施工時對人體健康的傷害，同時也降低了火災的隱患。
[0019] (3)本發明提供的環氧丙烯酸樹脂可與氨基樹脂等交聯制成低溫烘烤型玻璃漆， 具有良好的附著力和耐水性。
【具體實施方式】
[0020] 以下對本發明做進一步的說明，以下列舉的實施例僅代表一種或幾種最佳實施方 式，不應該構成對本發明的限制。
[0021] 實施例1 : 按配比在反應釜中加入18份科赫酸和18份丁醇，攪拌均勻并升溫至KKTC ;按照配方 將50份環氧當量為1500的雙酚A型環氧樹脂、12份丁醇、0. 2份阻聚劑和0. 5份催化劑混 合均勻，得到第一混合液；向反應釜中勻速滴加第一混合液，滴加時間為1-2h ;滴加完第一 混合液后，繼續反應3h;反應結束后降溫至70°C以下，得到環氧酯中間體。
[0022] 按照配比，將0. 5份過氧化苯甲酸叔丁酯、3份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、1. 5份甲基 丙烯酸羥乙酯、14份丙烯酸丁酯、16份甲基丙烯酸甲酯和8份環氧酯中間體均勻混合，得到 第二混合液；在另一反應釜中按配比加入42份丁醇，攪拌加熱至80°C，然后向該反應釜中 勻速滴加三分之一的第二混合液；當溫度上升至114°C時，將剩余的第二混合液用2. 5h勻 速滴加入反應釜內；滴加完第二混合液后，將另外的0. 4份過氧化苯甲酸叔丁酯分為5份， 每隔10分鐘向反應釜內加1份；加完引發劑后繼續反應3h ;反應結束后，抽真空，蒸出20 份丁醇；降溫，并按配比滴加由1. 2份氨水、0. 5份N，N-二甲基乙醇胺和10份純凈水組成 的混合物，最后向反應釜中補加23份丁醇，并攪拌均勻，最終得到本發明提供的高性能環 保型水溶性環氧丙烯酸樹脂。
[0023] 得到的高性能環保型水溶性環氧丙烯酸樹脂的酸值為54. 3mg KOH/g，固含量為 40. 2%，粘度為1800mps，玻璃化轉變溫度為27°C。
[0024] 實施例2 : 按配比在反應釜中加入20份科赫酸和15份丁醇，攪拌均勻并升溫至KKTC ;按照配方 將49份環氧當量為2000的雙酚A型環氧樹脂、15份丁醇、0. 4份阻聚劑和0. 4份催化劑混 合均勻，得到第一混合液；向反應釜中勻速滴加第一混合液，滴加時間為l_2h ;滴加完第一 混合液后，繼續反應3h;反應結束后降溫至70°C以下，得到環氧酯中間體。
[0025] 按照配比，將0.5份過氧化苯甲酸叔丁酯、4份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、2份甲基丙 烯酸羥乙酯、15份丙烯酸丁酯、16. 5份甲基丙烯酸甲酯和7份環氧酯中間體均勻混合，得到 第二混合液；在另一反應釜中按配比加入43份丁醇，攪拌加熱至80°C，然后向該反應釜中 勻速滴加三分之一的第二混合液；當溫度上升至ll〇°C時，將剩余的第二混合液用2. 5h勻 速滴加入反應釜內；滴加完第二混合液后，將另外的0. 5份過氧化苯甲酸叔丁酯分為5份， 每隔10分鐘向反應釜內加1份；加完引發劑后繼續反應3h ;反應結束后，抽真空，蒸出22 份丁醇；降溫，并按配比滴加由1. 5份氨水、I. 0份N，N-二甲基乙醇胺和9份純凈水組成的 混合物，最后向反應釜中補加24份丁醇，并攪拌均勻，最終得到本發明提供的高性能環保 型水溶性環氧丙烯酸樹脂。
[0026] 得