CN107011770A - 一种自干漆用水性环氧树脂及制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自干漆用水性环氧树脂，它包括环氧树脂，丙烯酸，丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，过氧化苯甲酰，乳化剂，乙二醇单丁醚，二甲基乙醇胺和去离子水。本发明通过大量实验筛选得到最佳的原料配比组成，环保性强，可使环氧树脂在水中分散，本发明整个制备工艺可避免大量使用有机溶剂，只使用少量环保溶剂，同时使用去离子水代替大量的有机溶剂，制备的水分散环氧树脂VOC低，并且在低温下即可实现自行固化，本发明制备得到的环氧树脂薄膜的性能和现有溶剂型环氧树脂一致，且具有优异的硬度、附着力和耐腐蚀性能，取得了非常好的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂，具体涉及一种环保的自干漆用水性环氧树脂及制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
现有的环氧树脂烤漆多为溶剂型，在制备和使用过程中需要加入大量的有机溶剂，现有技术的环氧树脂烤漆的缺陷有：1.不健康不环保，大量的有机溶剂挥发在空气中，对使用者的身体健康有很大损伤，并且污染空气；2.成本高，有机溶剂比起水来说，价格高昂，运输不便；3.易燃易爆危险性高。
因此，本发明在现有技术的基础之上，通过大量实验筛选，研发设计一种环保、安全，有机溶剂少的自干漆用水性环氧树脂。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术环氧树脂的有机溶剂多，不环保等问题，通过大量实验筛选组份，研发设计一种环保性强的环氧树脂，本发明可使环氧树脂在水中分散，整个制备工艺可避免大量使用有机溶剂，只使用少量环保溶剂，同时使用去离子水代替大量的有机溶剂，制备的水分散环氧树脂VOC低，低温下即可固化，性能和溶剂型环氧树脂一致，取得了非常好的技术效果。
技术方案，为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种自干漆用水性环氧树脂，它包括下列组份的原料：环氧树脂，丙烯酸，丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，过氧化苯甲酰，乳化剂，乙二醇单丁醚，二甲基乙醇胺和去离子水。
作为优选方案，以上所述的一种自干漆用水性环氧树脂，它包括下列组份的原料：环氧树脂100～200份，丙烯酸10～30份，丙烯酸丁酯20～60份，丙烯酸异辛酯10～40份，甲基丙烯酸甲酯20～60份，苯乙烯15～40份，过氧化苯甲酰4～10份，乳化剂0.5～2份，乙二醇单丁醚50～100份，二甲基乙醇胺10～30份和去离子水150份～600份。
作为优选方案，以上所述的一种自干漆用水性环氧树脂，它包括下列组份的原料：环氧树脂100份，丙烯酸10～15份，丙烯酸丁酯20～30份，丙烯酸异辛酯10～20份，甲基丙烯酸甲酯20～30份，苯乙烯15～20份，过氧化苯甲酰5份，乳化剂0.5～1份，乙二醇单丁醚50份，二甲基乙醇胺10～15份和去离子水150份～300份。
作为优选方案，以上所述的一种自干漆用水性环氧树脂，所述的环氧树脂的型号为环氧树脂E-20，丙烯酸的型号为丙烯酸AA，丙烯酸丁酯的型号为丙烯酸丁酯BA，过氧化苯甲酰的型号为过氧化苯甲酰BPO，乙二醇单丁醚的型号为乙二醇单丁醚BCS，乳化剂的型号为乳化剂OPS-25。
本发明所述的一种自干漆用水性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将环氧树脂E-20溶解于乙二醇单丁醚BCS中，加入乳化剂OPS-25和去离子水，加热回流，搅拌；
(2)将丙烯酸AA，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯BA，丙烯酸异辛酯和过氧化苯甲酰搅拌混合均匀，然后滴加到步骤(1)的溶液中；在100～120℃下保温反应，保温反应过程中，添加过氧化苯甲酰使单体聚合完全；
(3)降温至50～80℃，然后加入二甲基乙醇胺，搅拌，再加入去离子水，调节固含量40～50％，得到自干漆用水性环氧树脂。
作为优选方案，以上所述的一种自干漆用水性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将环氧树脂E-20溶解于乙二醇单丁醚BCS中，加入乳化剂OPS-25和去离子水，加热到100℃，回流搅拌15～30分钟；
(2)将丙烯酸AA，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯BA，丙烯酸异辛酯和过氧化苯甲酰搅拌混合均匀，然后在100℃滴加到步骤(1)的溶液中；在100℃下保温反应2～3小时，保温反应过程中，添加过氧化苯甲酰使单体聚合完全；
(3)降温至60℃，然后加入二甲基乙醇胺，搅拌，再加入去离子水，调节固含量40％，得到自干漆用水性环氧树脂。
本发明所述的自干漆用水性环氧树脂在用于制备金属薄膜，硬度高，耐冲击力强。
有益效果：本发明和现有技术相比具有以下优点：
本发明通过大量实验筛选得到最佳的原料配比组成，环保性强，可使环氧树脂在水中分散，本发明整个制备工艺可避免大量使用有机溶剂，只使用少量环保溶剂，同时使用去离子水代替大量的有机溶剂，制备的水分散环氧树脂VOC低，并且在低温下即可实现自行固化，本发明制备得到的环氧树脂薄膜的性能和现有溶剂型环氧树脂一致，且具有优异的硬度、抗冲击性能和附着力，取得了非常好的技术效果。
具体实施方式
实施例1～实施例10
制备10份不同的自干漆用水性环氧树脂，其用来比如表1。
表1制备自干漆用水性环氧树脂原料组分及其配比
1、自干漆用水性环氧树脂的制备方法，步骤如下：
(1)将环氧树脂E-20溶解于乙二醇单丁醚BCS中，加入乳化剂OPS-25和去离子水，加热到100℃，回流搅拌15分钟；
(2)将丙烯酸AA，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯BA，丙烯酸异辛酯和过氧化苯甲酰搅拌混合均匀，然后在100℃滴加到步骤(1)的溶液中，滴加时间2小时；在100℃下保温反应2小时，保温反应过程中，添加过氧化苯甲酰使单体聚合完全；
(3)降温至60℃，然后加入二甲基乙醇胺，搅拌，再加入去离子水，调节固含量40％，分别得到实施例1至实施例10不同组份配比的自干漆用水性环氧树脂。
实施例11性能测试，具体步骤如下：
1、取10份马口铁板打磨平整，去掉表面氧化层；分别采用涂膜线棒刮涂实施例1至10制备得到的自干漆用水性环氧树脂，保持树脂厚度15～20μm；在25℃室温条件下固化即可得到环氧树脂清漆膜；
按以上步骤固化后的的漆膜分别测定以下性能：
(1)表面外观；(2)硬度；(3)附着力；(4)；室温泡3％的盐水超过240h后的外观；
具体检查结果如表2所示：
由以上性能检测结果表明，本发明不同原料组成和不同重量比的原料制备得到的环氧树脂烤漆膜，其表面外观；硬度，附着力和耐腐蚀等性能等明显不同，对比实验结果表明，采用本发明优选比例的原料制备得到的实施例1和实施例2的环氧树脂薄膜比其它组份制备得到的环氧树脂薄膜具有更加优越的硬度、附着力和耐腐蚀性能，取得了非常好的技术进步。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种自干漆用水性环氧树脂，其特征在于，它包括下列组份的原料：环氧树脂，丙烯酸，丙烯酸丁酯，丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯，过氧化苯甲酰，乳化剂，乙二醇单丁醚，二甲基乙醇胺和去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种自干漆用水性环氧树脂，其特征在于，它包括下列组份的原料：环氧树脂100～200份，丙烯酸10～30份，丙烯酸丁酯20～60份，丙烯酸异辛酯10～40份，甲基丙烯酸甲酯20～60份，苯乙烯15～40份，过氧化苯甲酰4～10份，乳化剂0.5～2份，乙二醇单丁醚50～100份，二甲基乙醇胺10～30份和去离子水150份～600份。
3.根据权利要求1或2所述的一种自干漆用水性环氧树脂，其特征在于，它包括下列组份的原料：环氧树脂100份，丙烯酸10～15份，丙烯酸丁酯20～30份，丙烯酸异辛酯10～20份，甲基丙烯酸甲酯20～30份，苯乙烯15～20份，过氧化苯甲酰5份，乳化剂0.5～1份，乙二醇单丁醚50份，二甲基乙醇胺10～15份和去离子水150份～300份。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种自干漆用水性环氧树脂，其特征在于，所述的环氧树脂的型号为环氧树脂E-20，丙烯酸的型号为丙烯酸AA，丙烯酸丁酯的型号为丙烯酸丁酯BA，过氧化苯甲酰的型号为过氧化苯甲酰BPO，乙二醇单丁醚的型号为乙二醇单丁醚BCS，乳化剂的型号为乳化剂OPS-25。
5.权利要求1至3任一项所述的一种自干漆用水性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将环氧树脂E-20溶解于乙二醇单丁醚BCS中，加入乳化剂OPS-25和去离子水，加热回流，搅拌；
(2)将丙烯酸AA，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯BA，丙烯酸异辛酯和过氧化苯甲酰搅拌混合均匀，然后滴加到步骤(1)的溶液中；在100～120℃下保温反应，保温反应过程中，添加过氧化苯甲酰使单体聚合完全；
(3)降温至50～80℃，然后加入二甲基乙醇胺，搅拌，再加入去离子水，调节固含量40～50％，得到自干漆用水性环氧树脂。
6.权利要求5所述的一种自干漆用水性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将环氧树脂E-20溶解于乙二醇单丁醚BCS中，加入乳化剂OPS-25和去离子水，加热到100℃，回流搅拌15～30分钟；
(2)将丙烯酸AA，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸丁酯BA，丙烯酸异辛酯和过氧化苯甲酰搅拌混合均匀，然后在100℃滴加到步骤(1)的溶液中；在100℃下保温反应2～3小时，保温反应过程中，添加过氧化苯甲酰使单体聚合完全；
(3)降温至60℃，然后加入二甲基乙醇胺，搅拌，再加入去离子水，调节固含量40％，得到自干漆用水性环氧树脂。
7.权利要求1至3任一项所述的一种自干漆用水性环氧树脂在用于制备金属环氧树脂薄膜中的应用。
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