本發明屬于涂料，具體涉及一種用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液及其制備方法。

背景技術：

1、雙組分水性環氧-胺固化體系涂料廣泛應用于工業防護、地坪涂裝等領域。近年來，一方面，現代工業品常常由數個不同基材屬性的零部件組裝而成，在工件上涂裝同一種涂料，要求涂膜對多基材的零部件有著普適的附著力；另一方面，隨著工業效率的提升，在保證涂膜性能的前提下，加快涂膜表干、固化速度，縮短涂裝工件的周轉時間成為涂裝企業考慮的關鍵因素。

2、已知已有較多技術方法用于提高雙組分水性環氧涂料的表干及固化速度，如提高環氧-胺固化劑的活性，常見方法為提高伯胺氫物質含量；或采用含有酚醛胺、芳香胺類原料；或通過加入催化劑提高固化速度；也有一些文獻采用較大分子量環氧樹脂制備乳液來加快涂膜的表干速度，但低溫下的實際防腐效果還需提高；專利cn114686069a通過拼入高tg聚丙烯酸酯樹脂來提高干性，但丙烯酸酯與環氧樹脂并未發生化學接枝反應，涂膜存在相容性不佳、易遷移的問題。

3、快速表干或快速固化的雙組分水性環氧涂料體系在多基材工件上的附著力鮮有技術方案。快速表干或快速固化的涂膜通常內應力較高，在鋁合金基材、鍍鋅基材、工件的精加工面以及電泳底漆上的附著力不高，是工業領域涂裝施工需要考慮的關鍵技術難點。

技術實現思路

1、本發明是為了解決現有技術中存在的問題而提出的，其目的是提供一種用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液及其制備方法。

2、本發明是通過以下技術方案實現的：

3、一種用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，所述水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液包括的組分和各組分的質量份數如下：

4、

5、

6、在上述技術方案中，所述環氧乳化劑為聚環氧乙烷-環氧樹脂聚合物。

7、在上述技術方案中，所述雙酚a型環氧樹脂為e-51、e-44或e-20中的任意一種或幾種。

8、在上述技術方案中，所述含官能團丙烯酸類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥乙酯中的任意一種或幾種；丙烯酸和甲基丙烯酸為含羧基官能團丙烯酸類單體，丙烯酸羥丙酯和甲基丙烯酸羥乙酯為含羥基官能團丙烯酸類單體。

9、在上述技術方案中，所述其它丙烯酸烷基酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯或苯乙烯中的任意一種或幾種。

10、在上述技術方案中，所述引發劑為偶氮二異丁腈。

11、在上述技術方案中，所述醇醚類溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚或二丙二醇丁醚中的任意一種或幾種。

12、在上述技術方案中，所述水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液的環氧當量按不揮發分計為600～660，不揮發分為50％～56％；水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液用于雙組分水性環氧-胺固化體系；水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液通過外加乳化劑相反轉法實現水性化。

13、一種用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液的制備方法，包括以下步驟：

14、(ⅰ)合成環氧加成物中間產物

15、在反應容器中加入衣康酸以及與衣康酸同等質量份數的乙醇，再加入部分醇醚類溶劑使得混合溶液的共沸點達到100℃～120℃，混合均勻后升溫至100℃～120℃，待熔融后，加入雙酚a型環氧樹脂，升溫至120℃～130℃，保溫2h后，每隔1h測試酸值，當酸值≤5mgkoh/g時，停止反應，得到環氧加成中間產物；

16、(ⅱ)合成丙烯酸改性環氧樹脂

17、控制溫度在100℃～110℃，預先將含官能團丙烯酸類單體、其它丙烯酸烷基酯類單體和第一批引發劑混合均勻，置于滴液漏斗中，在環氧加成物中間產物中滴加含官能團丙烯酸類單體、其它丙烯酸烷基酯類單體和引發劑的混合物，2h～4h滴加完，保溫2h；再滴加剩余的引發劑和剩余醇醚類溶劑的混合物1h～2h，最后保溫2h～3h結束反應，得到丙烯酸改性環氧樹脂；所述第一批引發劑占引發劑總質量的80％；

18、(ⅲ)制備水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液

19、在反應容器中加入環氧乳化劑和丙烯酸改性環氧樹脂，加熱至80℃～90℃，熔融；高速攪拌下，緩慢加入去離子水入反應容器中，直至完成相反轉，制成水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液。

20、本發明的有益效果是：

21、本發明提供了一種可快速表干、快速固化并在多基材上具備良好附著力的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液及其制備方法，先制備環氧加成物中間產物，以此中間產物與其它丙烯酸單體進行自由基聚合形成丙烯酸改性環氧樹脂，最后采用外加環氧乳化劑通過相反轉法制成水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液；所制備的乳液有較高的玻璃化轉變溫度，具有較快的表干及固化速度，可以滿足多種基材工件上對于涂膜的快速固化、工件下線耐堆疊要求；側鏈含有一定量的羧基和羥基，可以賦予涂膜優異附著力，實現在多種基材上附著良好；樹脂結構中含有一定量的雙酚a型環氧樹脂，與環氧-胺固化劑固化后相容性良好，涂膜均一。

技術特征：

1.一種用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液包括的組分和各組分的質量份數如下：

2.根據權利要求1所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述環氧乳化劑為聚環氧乙烷-環氧樹脂聚合物。

3.根據權利要求1所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述雙酚a型環氧樹脂為e-51、e-44或e-20中的任意一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述含官能團丙烯酸類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥乙酯中的任意一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述其它丙烯酸烷基酯類單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯或苯乙烯中的任意一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述引發劑為偶氮二異丁腈。

7.根據權利要求1所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述醇醚類溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚或二丙二醇丁醚中的任意一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液，其特征在于：所述水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液的環氧當量按不揮發分計為600～660，不揮發分為50％～56％。

9.一種權利要求1～8之一所述的用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種用于多基材涂覆可快速固化的水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液及其制備方法，先由衣康酸、醇醚類溶劑和雙酚A型環氧樹脂合成環氧加成物中間產物，再以此中間產物與其它丙烯酸單體進行自由基聚合形成丙烯酸改性環氧樹脂，最后采用外加環氧乳化劑通過相反轉法制成水性丙烯酸改性環氧樹脂乳液。本發明所制備的乳液有較高的玻璃化轉變溫度，具有較快的表干及固化速度，可以滿足多種基材工件上對于涂膜的快速固化、工件下線耐堆疊要求；側鏈含有一定量的羧基和羥基，可以賦予涂膜優異附著力，實現在多種基材上附著良好；樹脂結構中含有一定量的雙酚A型環氧樹脂，與環氧?胺固化劑固化后相容性良好，涂膜均一。

技術研發人員：祝寶英,胡中,莊振宇,劉明,張漢青,孫家娣,胡東波,梁晟源,陳力,蔣滿軍
受保護的技術使用者：中海油常州涂料化工研究院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28