水溶性环氧硅丙树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种水溶性环氧硅丙树脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]丙烯酸树脂因具有优异的成膜性、良好的透明性、卓越的机械性能及环保性而广泛应用于涂料领域;但其分子多为线形结构，缺少交联点，所以耐水性、耐候性和抗热性较差，影响其应用范围。有机硅材料的出现为克服这些缺陷提供了一个很好的解决方案。聚有机硅氧烷具有许多优异的性能，如低的玻璃化温度和表面张力，特殊的耐温、耐候性等。有机硅改性丙烯酸酯就是利用聚硅氧烷优异的耐高低温性能和耐水性来改善丙烯酸酯的性能.合成出兼备二者优异性能的新材料。
[0003]现有硅丙树脂大都存在以下几个缺点:1、乳液的加水比例不高，无成本优势;2、极易破乳，储存不稳定;3、乳液在应用性能中的亮度、硬度、附着力等技术指标很难达到溶剂型树脂的等同质量效果，其应用范围也因而受限。
【发明内容】
[0004]为解决现有硅丙树脂存在的水溶性差以及其他性能指标不理想的问题，本发明提出一种水溶性环氧硅丙树脂，使用该水溶性树脂制备各类涂料时直接用自来水调配，无需使用任何溶剂调配，并且环保。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]—种水溶性环氧硅丙树脂，按照重量份数计算，包括以下组分:
[0007]丙烯酸酯63-92份、丙烯酸8-15份、环氧树脂8-12份、硅烷偶联剂2-4份、引发剂8-12份、有机溶剂39-62份、中和剂7-9份与自来水，所述自来水的加入量以固含量达到40 % -70%为准。
[0008]进一步，所述丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯与丙烯酸羟丙酯中的一种或者多种;优选地，所述丙烯酸酯为20-30份甲基丙烯酸甲酯、35-45份丙烯酸丁酯、5-10份丙烯酸辛酯与3-7份丙烯酸羟丙酯。
[0009]进一步，所述丙烯酸选自甲基丙烯酸与丙烯酸中的一种或者多种;优选地，所述丙烯酸6-10份甲基丙烯酸与2-5份丙烯酸。
[0010]进一步，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈与偶氮二异庚腈的一种或者多种;优选地，所述引发剂为至少含有5-7份过氧化苯甲酰与3-5份其他引发剂。
[0011]进一步，所述有机溶剂选自异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚与二乙二醇乙醚的一种或者多种;优选地，所述有机溶剂为4-7份异丙醇、25-35份丙二醇甲醚与10-20份丙二醇丁醚。
[0012]进一步，所述中和剂选自二甲基乙醇胺、有机胺中和剂AMP-95或三乙胺。
[0013]本发明的另一个目的是提供一种水溶性环氧硅丙树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0014]I)按照重量份数计算，称取63-92份丙烯酸酯、8-15份丙烯酸与5-7份引发剂搅拌均匀得到混合液a;
[0015]2)称取8-12份环氧树脂、3-5份引发剂与39-62份有机溶剂混合，并在100?130°C搅拌均匀溶解得到混合液b;
[0016]3)在100-110°C下，将步骤I)得到的混合液a匀速滴加至混合液b中，滴加完毕保温0.8-1.2小时后，再加入2-4份硅烷偶联剂，然后再保温0.8-1.2小时；
[0017]4)取样加入中和剂水溶液检测水溶性，至可完全溶解于水中，终止反应降温。
[0018]进一步，所述丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯与丙烯酸羟丙酯中的一种或者多种;所述丙烯酸选自甲基丙烯酸与丙烯酸中的一种或者多种。
[0019]进一步，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈与偶氮二异庚腈的一种或者多种;所述有机溶剂选自异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚与二乙二醇乙醚的一种或者多种。
[0020]进一步，所述中和剂选自二甲基乙醇胺、有机胺中和剂AMP-95或三乙胺。
[0021]本发明有益效果:
[0022]本发明水溶性环氧硅丙树脂是对环氧脂进行改性而使环氧硅丙树脂达到水溶性，并可与自来水无限混溶。本发明产品可配成水溶性涂料，广泛应用于绝缘漆、玻璃漆、汽车漆、印铁漆、防腐涂料、金属漆、木器漆等其漆膜，并具有高亮度(大于90)、硬度(大于5H)、耐深冲，耐折湾，耐水煮，耐盐雾等，且使用成本比油性漆降低了60%，且安全环保与节能，具有极高的社会价值与经济效益。
【具体实施方式】
[0023]实施例1
[0024]—种水溶性环氧硅丙树脂，按照重量份数计算，包括以下组分:
[0025]20份甲基丙烯酸甲酯、45份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸辛酯与3份丙烯酸羟丙酯、丙烯酸10份甲基丙烯酸与2份丙烯酸、环氧树脂8份、硅烷偶联剂4份、5份过氧化苯甲酰与5份偶氮二异丁腈、7份异丙醇、25份丙二醇甲醚与10份丙二醇丁醚、9份二甲基乙醇胺与自来水，所述自来水的加入量以固含量达到40 %为准。
[0026]制备方法，包括以下步骤:
[0027]I)按照重量份数计算，称取20份甲基丙烯酸甲酯、45份丙烯酸丁酯、5份丙烯酸辛酯与3份丙烯酸羟丙酯、丙烯酸10份甲基丙烯酸与2份丙烯酸与5份过氧化苯甲酰搅拌均匀得到混合液a;
[0028]2)称取8份环氧树脂、5份偶氮二异丁腈、7份异丙醇、25份丙二醇甲醚与10份丙二醇丁醚混合，并在I oo°c搅拌均匀溶解得到混合液b;
[0029]3)在100-110°C下，将步骤I)得到的混合液a匀速滴加至混合液b中，滴加完毕保温
0.8小时后，再加入4份硅烷偶联剂，然后再保温1.2小时；
[0030]4)取样加入中和剂水溶液检测水溶性，至可完全溶解于水中，终止反应降温。
[0031]实施例2
[0032]—种水溶性环氧硅丙树脂，按照重量份数计算，包括以下组分:
[0033]30份甲基丙烯酸甲酯、35份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸辛酯与7份丙烯酸羟丙酯、丙烯酸6份甲基丙烯酸与5份丙烯酸、环氧树脂12份、硅烷偶联剂2份、7份过氧化苯甲酰与3份偶氮二异丁腈、4份异丙醇、35份丙二醇甲醚与20份丙二醇丁醚、7份三乙胺与自来水，所述自来水的加入量以固含量达到70%为准。
[0034]制备方法，包括以下步骤:
[0035]I)按照重量份数计算，称取30份甲基丙烯酸甲酯、35份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸辛酯与7份丙烯酸羟丙酯、丙烯酸6份甲基丙烯酸、5份丙烯酸与7份过氧化苯甲酰搅拌均匀得到混合液a;
[0036]2)称取12份环氧树脂、3份偶氮二异丁腈、4份异丙醇、35份丙二醇甲醚与20份丙二醇丁醚混合，并在130°C搅拌均匀溶解得到混合液b;
[0037]3)在100-110°C下，将步骤I)得到的混合液a匀速滴加至混合液b中，滴加完毕保温I.2小时后，再加入2份硅烷偶联剂，然后再保温0.8小时；
[0038]4)取样加入中和剂水溶液检测水溶性，至可完全溶解于水中，终止反应降温。
[0039]实施例3
[0040]一种水溶性环氧硅丙树脂，按照重量份数计算，包括以下组分:
[0041]20份丙烯酸丁酯、35份丙烯酸辛酯与15份、丙烯酸10份、环氧树脂10份、硅烷偶联剂3份、氧化苯甲酰4份、偶氮二异庚腈6份、异丙醇32份、丙二醇甲醚22份、8份有机胺中和剂AMP-95与自来水，所述自来水的加入量以固含量达到60 %为准。
[0042]制备方法，包括以下步骤:
[0043]I)按照重量份数计算，称取20份丙烯酸丁酯、35份丙烯酸辛酯与15份、丙烯酸10份、4份过氧化苯甲酰搅拌均匀得到混合液a;
[0044]2)称取10份环氧树脂、6份偶氮二异庚腈、32份异丙醇、22份丙二醇甲醚混合，并在120 V搅拌均匀溶解得到混合液b;
[0045]3)在100-110°C下，将步骤I)得到的混合液a匀速滴加至混合液b中，滴加完毕保温I.0小时后，再加入3份硅烷偶联剂，然后再保温1.0小时；
[0046]4)取样加入中和剂水溶液检测水溶性，至可完全溶解于水中，终止反应降温。
[0047]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种水溶性环氧硅丙树脂，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分: 丙烯酸酯63-92份、丙烯酸8-15份、环氧树脂8-12份、硅烷偶联剂2-4份、引发剂8-12份、有机溶剂39-62份、中和剂7-9份与自来水，所述自来水的加入量以固含量达到40 % -70 %为准。2.根据权利要求1所述的水溶性环氧硅丙树脂，其特征在于，所述丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯与丙烯酸羟丙酯中的一种或者多种。3.根据权利要求1所述的水溶性环氧硅丙树脂，其特征在于，所述丙烯酸选自甲基丙烯酸与丙烯酸中的一种或者多种。4.根据权利要求1所述的水溶性环氧硅丙树脂，其特征在于，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈与偶氮二异庚腈的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的水溶性环氧硅丙树脂，其特征在于，所述有机溶剂选自异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚与二乙二醇乙醚的一种或者多种。6.根据权利要求1所述的水溶性环氧硅丙树脂，其特征在于，所述中和剂选自二甲基乙醇胺、有机胺中和剂AMP-95或三乙胺。7.根据权利要求1至6任意一项所述的水溶性环氧硅丙树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)按照重量份数计算，称取63-92份丙烯酸酯、8-15份丙烯酸与5-7份引发剂搅拌均匀得到混合液a; 2)称取8-12份环氧树脂、3-5份引发剂与39-62份有机溶剂混合，并在100?130°C搅拌均匀溶解得到混合液b; 3)在100-110°C下，将步骤I)得到的混合液a匀速滴加至混合液b中，滴加完毕保温0.8-1.2小时后，再加入2-4份硅烷偶联剂，然后再保温0.8-1.2小时； 4)取样加入中和剂水溶液检测水溶性，至可完全溶解于水中，终止反应降温。8.根据权利要求7所述的水溶性环氧硅丙树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯与丙烯酸羟丙酯中的一种或者多种;所述丙烯酸选自甲基丙烯酸与丙烯酸中的一种或者多种。9.根据权利要求7所述的水溶性环氧硅丙树脂的制备方法，其特征在于，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈与偶氮二异庚腈的一种或者多种;所述有机溶剂选自异丙醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚与二乙二醇乙醚的一种或者多种。10.根据权利要求7所述的水溶性环氧硅丙树脂的制备方法，其特征在于，所述中和剂选自二甲基乙醇胺、有机胺中和剂AMP-95或三乙胺。
【专利摘要】本发明提出了水溶性环氧硅丙树脂及其制备方法，包括以下步骤：1)按照重量份数计算，称取63-92份丙烯酸酯、8-15份丙烯酸与5-7份引发剂搅拌均匀得到混合液a；2)称取8-12份环氧树脂、3-5份引发剂与39-62份有机溶剂混合，并在100～130℃搅拌均匀溶解得到混合液b；3)在100-110℃下，将步骤1)得到的混合液a匀速滴加至混合液b中，滴加完毕保温0.8-1.2小时后，再加入2-4份硅烷偶联剂，然后再保温0.8-1.2小时；4)取样加入中和剂水溶液检测水溶性，至可完全溶解于水中，终止反应降温。使用该水溶性树脂制备各类涂料时直接用自来水调配，无需使用任何溶剂调配，并且环保。
【IPC分类】C08F220/28, C08F283/10, C08F220/14, C08F220/18, C08F220/06, C09D151/08
【公开号】CN105669915
【申请号】CN201610164146
【发明人】张孟强
【申请人】广东顺德大地缘新材料有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月21日