本发明属于建筑涂料技术领域，具体涉及一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液、其制备方法、用途和使用其的人工彩砂。
背景技术：
随着建筑业的快速发展，个性化的涂料饰面已经成为目前建筑涂料外装的主流，如质感涂料，仿砖涂料，仿石涂料，多彩涂料等。真石漆涂料采用天然花岗岩碎粒作为着色料，具有优良的耐候性，可长时间保护建筑物的美观，能在任何形状的建筑曲面上施工，可喷涂成多色的大理石效果，充分展现天然石材的独特造型和丰富质感，深受人们的喜爱。随着高层建筑比例的增大，真石漆的需求量越来越大。
彩砂作为一种装饰材料一直以来都是建筑涂料的重要骨料，并且以色彩鲜艳，性能稳定，质感丰富、无毒、环保等优点在建筑材料中占有重要的地位。目前，生产真石漆的原材料彩砂为天然彩砂，随着环保政策对于矿源的严格要求，天然彩砂的供应越来越受限。同时，天然彩砂由于从自然界中直接破碎，所以大多数色泽混沌，强度差，容易粉化。而那些色泽鲜艳的天然彩砂，数量较少，且价格昂贵，局限性大。人造彩砂由石英砂着色而成，色泽多样、丰富、色彩鲜艳，颜色一致，粒度均匀硬度高，耐久性好，已逐渐成为生产现代真石漆涂料的首选材料。
目前，国内人工彩砂的制作工艺有两种。一种是高温烧结法，采用无机颜料、低熔点物和石英砂混合，在1200-1350℃的高温下结成一体，然后经破碎、筛分成彩砂成品。但是该类方法能耗大，工艺复杂并且颜色不易控制。同时也有采用陶瓷彩釉烧结原理来制备人工彩砂的方法，但是该工艺对基体材料的要求较高，控制颜色也比较困难，常常还需要进行二次包裹，极大地提高了生产成本。
另一种是用有机胶黏剂包裹颜料的染色法，通过丙烯酸树脂、有机硅树脂等有机树脂将颜料粘附于石英砂上。如cn102464460a公开了一种彩砂及其制备方法，即以丙烯酸树脂作为人工彩砂的胶黏剂。丙烯酸树脂具有耐黄变、耐老化且成本较低的优点，但其强度差，耐磨性很难保证真石漆的日常调色需求，由其制备的人工彩砂容易因长时间摩擦而出现掉色问题，这无疑增大了人工彩砂的使用风险。
随着有机树脂工业的不断发展，越来越多的性能优异的树脂进入到人工彩砂行业作为彩砂调色的胶黏剂。
环氧树脂含有极性非常高而且不易水解的羟基，固化成膜后附着力很强，耐化学品非常优异，且具有良好的耐高低温性和较高的机械强度，在环氧地坪涂料领域已经有了广泛的研究和应用。因此有研究者将用于环氧地坪涂料的环氧树脂直接用于人工彩砂胶黏剂中。如cn1986479a公开了一种水性环氧彩砂砂浆及其制备方法和施工方法，即以水性环氧树脂用于人工彩砂的胶黏剂。虽然环氧树脂固化后具有足够的机械强度，但是其易黄变、不耐老化以及固化工艺复杂的问题非常突出，且成本较高。
聚氨酯是一种耐老化以及机械性能都非常优异的有机树脂，适合作为人工彩砂的胶黏剂。现在的聚氨酯工业发展非常迅猛，但是原材料价格并没有太大波动，成本过高，因此应用受到了较大限制。
也有使用其他合成树脂作为人工彩砂胶黏剂的研究，如“苯-丙乳液彩砂涂料的制作与使用”一文以苯-丙共聚乳液作为胶黏剂制备人工彩砂，但是其存在树脂附着力、硬度、耐酸碱和耐候性较差的缺陷。
现有的用于人工彩砂胶黏剂的数值均存在各自的缺陷，因此，在本领域期望得到一种固化工艺简单，固化后强度和耐磨性较高，耐黄变、耐老化且成本低的用于人工彩砂胶黏剂的有机树脂。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液、其制备方法、用途和使用其的人工彩砂。本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液在固化时，其强度建立快，最终的强度、粘结力和耐磨性较高，耐黄变、耐老化且成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液，包括：
丙烯酸树脂、环氧树脂和乳化剂，所述环氧树脂分散于所述丙烯酸树脂的网络中；
所述丙烯酸树脂是丙烯酸酯单体的聚合产物，所述丙烯酸酯单体由64-70wt％的甲基丙烯酸甲酯、29-35wt％的丙烯酸丁酯和1-3wt％的改性丙烯酸酯组成；
所述丙烯酸酯单体与环氧树脂的质量比为(60-80):(20-40)。
本发明中，所述丙烯酸酯单体中甲基丙烯酸甲酯的含量为64-70wt％；例如可以是64wt％、65wt％、66wt％、67wt％、68wt％、69wt％或70wt％等。
所述丙烯酸酯单体中丙烯酸丁酯的含量为29-35wt％；例如可以是29wt％、30wt％、31wt％、32wt％、33wt％、34wt％或35wt％等。
所述丙烯酸酯单体中改性丙烯酸酯的含量为1-3wt％；例如可以是1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、2.2wt％、2.5wt％、2.8wt％或3wt％等。
所述丙烯酸酯单体与环氧树脂的质量比为(60-80):(20-40)；例如可以是60:40、62:38、65:35、68:32、70:30、72:28、75:25、78:22或80:20等。
本发明利用不同的丙烯酸酯复配，合成兼具良好硬度和韧性的丙烯酸树脂；环氧树脂穿插于丙烯酸树脂分子链的网络中，在交联固化后形成互穿网络，因此具有较高的粘结力、强度和耐磨性。
本发明中，由于丙烯酸树脂固化快，因此杂化乳液在固化时强度建立快，其初期强度由丙烯酸树脂决定，但最终的强度则由环氧树脂决定。丙烯酸酯单体与环氧树脂的质量比应在(60-80):(20-40)范围内，环氧树脂的比例过大时，会因为与丙烯酸树脂不相容，导致乳液固化后的机械强度下降；环氧树脂的比例过小时，同样会导致最终的机械强度较低。
相较于环氧树脂乳液，由于本发明提供的杂化乳液中丙烯酸树脂代替了部分环氧树脂，因此其耐黄变和耐老化性能更好，且成本更低。
作为本发明的优选技术方案，所述环氧树脂的环氧值为0.4-0.5；例如可以是0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49或0.5等。
优选地，所述改性丙烯酸酯为有机硅改性丙烯酸酯和/或有机氟改性丙烯酸酯。
本发明中，所述有机硅改性丙烯酸酯优选为含有碳碳双键的有机硅活性单体改性的丙烯酸酯。示例性地，含有碳碳双键的有机硅活性单体可以是甲基乙烯基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷等。
作为本发明的优选技术方案，所述乳化剂占所述丙烯酸酯单体质量的7-11％，例如可以是7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％或11％等。
优选地，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚与十二烷基苯磺酸钠的复合乳化剂。
优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚与十二烷基苯磺酸钠的质量比为6:1。
采用烷基酚聚氧乙烯醚与十二烷基苯磺酸钠的复合乳化剂，有助于控制乳液中胶束的粒径和聚合反应程度，使杂化乳液具有良好的综合性能。
另一方面，本发明提供一种上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将70-90％(例如70％、72％、74％、75％、76％、78％、80％、82％、84％、85％、86％、88％或90％等)配方量的丙烯酸酯单体分散于乳化剂的水溶液中，调节ph至7-8，得到丙烯酸酯乳液；
(2)使所述丙烯酸酯乳液在引发剂的作用下发生乳液聚合，得到丙烯酸树脂乳液；
(3)用剩余的丙烯酸酯单体溶解环氧树脂，加入所述丙烯酸树脂乳液中，升温反应，得到所述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
上述步骤(1)中乳化剂水溶液中水的用量可以控制得到的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的固含量，当杂化乳液用于人工彩砂时，其固含量优选大于等于10wt％。步骤(2)中，应保证有足够多的丙烯酸酯单体转化为丙烯酸树脂，以形成丙烯酸树脂网络，因此步骤(3)中用于溶解环氧树脂的丙烯酸酯单体的量不能超过配方量的30％。步骤(3)中通过升温反应，有助于环氧树脂更快地进入丙烯酸树脂的网络中。
本发明中，环氧树脂的加入时机对杂化乳液的性能有较大影响，其加入时机既不能在聚合反应前，也不能在全部丙烯酸酯单体转化为丙烯酸树脂之后。若环氧树脂先与丙烯酸酯单体混合，再进行乳液聚合，则容易导致反应体系不稳定，影响杂化乳液的性能；若环氧树脂在全部丙烯酸酯单体转化为丙烯酸树脂之后加入，则环氧树脂难以进入丙烯酸树脂的网络中。若以环氧树脂接枝丙烯酸树脂的方法制备丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液，则容易导致树脂成分的初始强度较大，乳液粘度过高，难以在人工彩砂中应用。
作为本发明的优选技术方案，步骤(2)中所述引发剂占所述丙烯酸酯单体总质量的0.1-1％；例如可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等。
优选地，所述引发剂为过硫酸铵或过氧化物。
作为本发明的优选技术方案，步骤(2)中所述乳液聚合的方法为：
取10-20％(例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等)的所述丙烯酸酯乳液，加入30-50％(例如30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％或50％等)配方量的引发剂，反应至乳液体系变蓝后，边反应边滴加剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂，直至滴加完毕，得到丙烯酸树脂乳液。
优选地，步骤(2)中的反应的温度为75-85℃；例如可以是75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃、81℃、82℃、83℃、84℃或85℃等。
优选地，所述剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂在3h内滴加完毕。
优选地，步骤(3)中所述反应的温度为80-90℃，例如可以是80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃等；时间为1-3h，例如可以是1h、1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h、2.8h或3h等。
优选地，在步骤(3)中所述反应结束后，还进行如下操作：调节乳液体系的ph至7-8。
作为本发明的优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将70-90％配方量的丙烯酸酯单体分散于乳化剂的水溶液中，调节ph至7-8，得到丙烯酸酯乳液；
(2)取10-20％的所述丙烯酸酯乳液，加入30-50％配方量的引发剂，在75℃下反应至乳液体系变蓝后，边反应边滴加剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂，在3h内滴加完毕，得到丙烯酸树脂乳液；
(3)用剩余的丙烯酸酯单体溶解环氧树脂，加入所述丙烯酸树脂乳液中，升温至85℃，反应1h，调节乳液体系的ph至7-8，得到所述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
第三方面，本发明提供一种上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液在人工彩砂胶黏剂中的应用。
第四方面，本发明提供一种人工彩砂，其制备原料包括：
本发明中，所述无机色粉可以是10质量份、12质量份、14质量份、15质量份、16质量份、18质量份、20质量份、22质量份、24质量份、25质量份、26质量份、28质量份或30质量份等。
所述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液可以是20质量份、22质量份、25质量份、28质量份、30质量份、32质量份、35质量份、38质量份、40质量份、42质量份、45质量份、48质量份、50质量份、52质量份、55质量份、58质量份或60质量份等。
所述固化剂可以是6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份、15质量份、16质量份、17质量份或18质量份等。
优选地，所述固化剂为脂肪族多胺和/或芳香族多胺。
第五方面，本发明提供一种上述人工彩砂的制备方法，步骤如下：
先将配方量的石英砂、无机色粉、丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和固化剂在100-200r/min(例如100r/min、120r/min、140r/min、150r/min、160r/min、180r/min或200r/min等)的搅拌速率下混合3-5min(例如3min、3.2min、3.5min、3.8min、4min、4.2min、4.5min、4.8min或5min等)，经120-150℃的热风吹干；再在100-200℃(例如100℃、120℃、140℃、150℃、160℃、180℃或200℃等)环境下脱水并固化，或者在常温下养护至少3天固化，得到所述人工彩砂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用不同的丙烯酸酯复配，合成兼具良好硬度和韧性的丙烯酸树脂；环氧树脂穿插于丙烯酸树脂分子链的网络中，在交联固化后形成互穿网络，因此具有较高的粘结力、强度和耐磨性。利用本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备人工彩砂，进行粘结力和耐磨性测试(在水相中用1000r/min的转速高速搅拌)，其掉色时间≥20min。
本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液干燥较快，常温下其涂膜(厚度200μm)表干时间≤1h，实干时间≤2h；固化时强度建立较快，常温下养护3天即可达到最终的机械强度。
本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的适用期较长，添加固化剂后，在常温下放置10h，其粘度增加≤20％。
此外，本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的成本比环氧树脂更低，耐黄变和耐老化性更好。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液(固含量20wt％)，按质量份数计，其制备原料包括：
60份丙烯酸酯单体、40份环氧树脂e44(湖南巴陵石化，环氧值0.44)、5.4份乳化剂和0.6份过硫酸铵；
其中，丙烯酸酯单体由64wt％的甲基丙烯酸甲酯、35wt％的丙烯酸丁酯和1wt％的甲基乙烯基氯硅烷改性的甲基丙烯酸甲酯组成；
乳化剂由4.8份烷基酚聚氧乙烯醚和0.8份十二烷基苯磺酸钠组成。
上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的制备方法包括如下步骤：
(1)将42份丙烯酸酯单体分散于乳化剂的水溶液中，调节ph至7.4，得到丙烯酸酯乳液；
(2)取10％的上述丙烯酸酯乳液，加入0.18份引发剂，在75℃下反应至乳液体系变蓝后，边反应边滴加剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂，在3h内滴加完毕，得到丙烯酸树脂乳液；
(3)用剩余的丙烯酸酯单体溶解环氧树脂e44，加入上述丙烯酸树脂乳液中，升温至85℃，反应1h，调节乳液体系的ph至7.4，得到上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
一种利用上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备的人工彩砂，按质量份数计，其制备原料包括：
上述人工彩砂的制备方法为：
先将配方量的石英砂、无机色粉、丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和固化剂在100r/min的搅拌速率下混合3min，经150℃的热风吹干；再在常温下养护7天，得到所述人工彩砂。
实施例2
一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液(固含量20wt％)，按质量份数计，其制备原料包括：
65份丙烯酸酯单体、35份环氧树脂e44(湖南巴陵石化，环氧值0.44)、4.55份乳化剂和0.52份过硫酸铵；
其中，丙烯酸酯单体由65wt％的甲基丙烯酸甲酯、33wt％的丙烯酸丁酯和2wt％的甲基乙烯基氯硅烷改性的甲基丙烯酸甲酯组成；
乳化剂由3.9份烷基酚聚氧乙烯醚和0.65份十二烷基苯磺酸钠组成。
上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的制备方法包括如下步骤：
(1)将52份丙烯酸酯单体分散于乳化剂的水溶液中，调节ph至7.4，得到丙烯酸酯乳液；
(2)取15％的上述丙烯酸酯乳液，加入0.21份引发剂，在80℃下反应至乳液体系变蓝后，边反应边滴加剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂，在3h内滴加完毕，得到丙烯酸树脂乳液；
(3)用剩余的丙烯酸酯单体溶解环氧树脂e44，加入上述丙烯酸树脂乳液中，升温至80℃，反应3h，调节乳液体系的ph至7.4，得到上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
一种利用上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备的人工彩砂，按质量份数计，其制备原料包括：
上述人工彩砂的制备方法为：
先将配方量的石英砂、无机色粉、丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和固化剂在150r/min的搅拌速率下混合4min，经150℃的热风吹干；再在常温下养护7天，得到所述人工彩砂。
实施例3
一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液(固含量20wt％)，按质量份数计，其制备原料包括：
70份丙烯酸酯单体、30份环氧树脂e44(湖南巴陵石化，环氧值0.44)、5.6份乳化剂和0.42份过硫酸铵；
其中，丙烯酸酯单体由66wt％的甲基丙烯酸甲酯、31wt％的丙烯酸丁酯和3wt％的甲基乙烯基氯硅烷改性的甲基丙烯酸甲酯组成；
乳化剂由4.8份烷基酚聚氧乙烯醚和0.8份十二烷基苯磺酸钠组成。
上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的制备方法包括如下步骤：
(1)将52.5份丙烯酸酯单体分散于乳化剂的水溶液中，调节ph至7.4，得到丙烯酸酯乳液；
(2)取20％的上述丙烯酸酯乳液，加入0.21份引发剂，在85℃下反应至乳液体系变蓝后，边反应边滴加剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂，在3h内滴加完毕，得到丙烯酸树脂乳液；
(3)用剩余的丙烯酸酯单体溶解环氧树脂e44，加入上述丙烯酸树脂乳液中，升温至90℃，反应2h，调节乳液体系的ph至7.4，得到上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
一种利用上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备的人工彩砂，按质量份数计，其制备原料包括：
上述人工彩砂的制备方法为：
先将配方量的石英砂、无机色粉、丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和固化剂在200r/min的搅拌速率下混合3min，经150℃的热风吹干；再在常温下养护7天，得到所述人工彩砂。
实施例4
一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液(固含量20wt％)，按质量份数计，其制备原料包括：
75份丙烯酸酯单体、25份环氧树脂e44(湖南巴陵石化，环氧值0.44)、7.5份乳化剂和0.3份过硫酸铵；
其中，丙烯酸酯单体由68wt％的甲基丙烯酸甲酯、30wt％的丙烯酸丁酯和2wt％的乙烯基三氯硅烷改性的甲基丙烯酸甲酯组成；
乳化剂由6.4份烷基酚聚氧乙烯醚和1.1份十二烷基苯磺酸钠组成。
上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的制备方法包括如下步骤：
(1)将67.5份丙烯酸酯单体分散于乳化剂的水溶液中，调节ph至7.4，得到丙烯酸酯乳液；
(2)取12％的上述丙烯酸酯乳液，加入0.1份引发剂，在75℃下反应至乳液体系变蓝后，边反应边滴加剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂，在3h内滴加完毕，得到丙烯酸树脂乳液；
(3)用剩余的丙烯酸酯单体溶解环氧树脂e44，加入上述丙烯酸树脂乳液中，升温至85℃，反应1h，调节乳液体系的ph至7.4，得到上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
一种利用上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备的人工彩砂，按质量份数计，其制备原料包括：
上述人工彩砂的制备方法为：
先将配方量的石英砂、无机色粉、丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和固化剂在120r/min的搅拌速率下混合5min，经150℃的热风吹干；再在常温下养护7天，得到所述人工彩砂。
实施例5
一种丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液(固含量20wt％)，按质量份数计，其制备原料包括：
80份丙烯酸酯单体、20份环氧树脂e44(湖南巴陵石化，环氧值0.44)、8.8份乳化剂和0.4份过硫酸铵；
其中，丙烯酸酯单体由70wt％的甲基丙烯酸甲酯、29wt％的丙烯酸丁酯和1wt％的乙烯基三氯硅烷改性的甲基丙烯酸甲酯组成；
乳化剂由7.5份烷基酚聚氧乙烯醚和1.3份十二烷基苯磺酸钠组成。
上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的制备方法包括如下步骤：
(1)将68份丙烯酸酯单体分散于乳化剂的水溶液中，调节ph至7.4，得到丙烯酸酯乳液；
(2)取18％的上述丙烯酸酯乳液，加入0.2份引发剂，在75℃下反应至乳液体系变蓝后，边反应边滴加剩余的丙烯酸酯乳液和引发剂，在3h内滴加完毕，得到丙烯酸树脂乳液；
(3)用剩余的丙烯酸酯单体溶解环氧树脂e44，加入上述丙烯酸树脂乳液中，升温至85℃，反应1h，调节乳液体系的ph至7.4，得到上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
一种利用上述丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备的人工彩砂，按质量份数计，其制备原料包括：
上述人工彩砂的制备方法为：
先将配方量的石英砂、无机色粉、丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和固化剂在180r/min的搅拌速率下混合4min，经150℃的热风吹干；再在常温下养护7天，得到所述人工彩砂。
对比例1
与实施例1的区别仅在于丙烯酸酯单体的质量份数为55份，环氧树脂的质量份数为45份。
对比例2
与实施例5的区别仅在于丙烯酸酯单体的质量份数为85份，环氧树脂的质量份数为15份。
对比例3
与实施例1的区别仅在于丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯。
对比例4
与实施例1的区别仅在于丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯。
对比例5
与实施例1的区别在于不添加改性丙烯酸酯。
对比例6
与实施例1的区别在于丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的制备方法的步骤(3)如下：
(3)将剩余的丙烯酸酯单体加入上述丙烯酸树脂乳液中，升温至85℃，反应1h，反应结束后加入环氧树脂e44，搅拌混合均匀，调节乳液体系的ph至7.4，得到丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液。
对上述实施例1-5和对比例1-6提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和人工彩砂的性能进行测试，测试方法和结果如下：
1、耐磨性能
将上述实施例1-5和对比例1-6提供的人工彩砂在水中用1000r/min的转速高速搅拌，当明显观察到水被色粉污染时判定为掉色。以开始掉色的时间表征耐磨性能，时间越长，则耐磨性能越好。
分别采用与上述实施例1-5中相同种类的环氧树脂的乳液，以及相同种类的丙烯酸树脂(在实施例的基础上，步骤(3)中不添加环氧树脂即可制得)的乳液作为对比，等量替换丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液，制备人工彩砂，进行耐磨性测试，结果如下表1所示。
表1
仿石涂料由于需要追求极致的类石效果，因此人工彩砂在搅拌过程中存在较长时间的缸内搅拌，与搅拌桨的接触时间非常长，人工彩砂胶黏剂的机械强度在调色过程中显得至关重要。如果机械强度较低，耐磨性较差，在调色搅拌的过程中，色粉易从砂子表面泄露至缸体内，丧失仿石效果。
从表1的结果可以看出，丙烯酸树脂由于机械强度低、耐磨性较差，因此采用其的人工彩砂掉色较快；环氧树脂由于固化后机械强度高、耐磨性较好，因此采用其的人工彩砂掉色较慢。而本发明提供的杂化乳液固化后形成丙烯酸树脂和环氧树脂的互穿网络，虽然含有耐磨性较差的丙烯酸树脂部分，但整体的耐磨性与环氧树脂相当。
由对比例1和2的结果可知，虽然杂化乳液固化后最终的机械强度主要由环氧树脂决定，但环氧树脂的比例并不是越高越好。当环氧树脂的比例过高时，杂化乳液表现出一定的不相容性，导致人工彩砂的耐磨性下降，掉色时间变短；当环氧树脂的比例过低时，最终的机械强度不够，耐磨性较差，同样导致掉色时间变短。
与实施例1相比，对比例3-5破坏了甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和改性丙烯酸酯之间的配合关系。在丙烯酸乳液中，甲基丙烯酸单体充当的的是硬单体的角色，丙烯酸丁酯充当的是软单体的角色，只是选择单纯的硬单体会导致丙烯酸树脂附着力下降，全部选择软单体会导致丙烯酸树脂附着后几乎无强度，改性的丙烯酸酯如果不添加对整个聚合产物的疏水性有小部分的影响，因此得到的人工彩砂的耐磨性下降，掉色时间变短。对比例6由于环氧树脂是在丙烯酸树脂聚合完成后加入，最终在杂化乳液使用过程中因丙烯酸树脂与环氧树脂的固化时间不同而发生分层，没有出现网状交联结构，因此耐磨性能收到极大的影响。
2、干燥性能
将上述实施例1-5提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和颜料(占总体积30％)混合，添加固化剂乙二胺，固化剂添加量为丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液质量的8％，制成厚度为200μm的漆膜，测定其在常温下的干燥时间。其中，漆膜指压无法破坏即为表干；实干为整个漆膜由上至下全部干燥。以环氧树脂e44乳液为对比，采用相同的方法测定其干燥时间，结果如下表2所示。
表2
由表2的测试结果可以看出，本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备的漆膜具有较快的表干和实干速度，且其实干速度远大于环氧树脂乳液制备的漆膜。这是由于本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液中含有丙烯酸树脂，其干燥较快，可以快速建立初期的表面强度，因此表干较快；而实干速度由环氧树脂的比例决定，环氧树脂含量越少其实干速度也较快。
3、适用期
将上述实施例1-5提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液和颜料(占总体积30％)混合，添加固化剂乙二胺，固化剂添加量为丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液质量的8％，分别测定其在常温下静置4h和10h后，粘度相较于初始粘度的增加量。以环氧树脂e44乳液为对比，采用相同的方法测定其粘度的增加量。结果如下表3所示。
表3
工业上制备人工彩砂时，通常先将树脂与固化剂混合，配制成胶黏剂，但常常存在配制好胶黏剂不立即使用的情况。此时若胶黏剂固化较快，则会迅速失效，不利于实际应用。由表3的测试结果可以看出，由于本发明提供的杂化乳液中，环氧树脂分散于丙烯酸树脂的网络中，活性基团被包埋，因此其初始交联速率较低，粘度增加缓慢，适用期较长(测试适用期时，由于乳液并不是涂覆成漆膜状态，溶剂挥发很慢，因此粘度是由环氧树脂的交联程度决定)。同时，如果加入固化剂后，比例较少的环氧树脂固化也较少，速度更慢，而全部环氧树脂由于活性基团全部暴露，因此交联较快，4h时粘度就有明显的增加，10h后则无法使用，适用期较短。
4、强度建立速率
测定上述实施例1-5提供的人工彩砂在不同养护时间点时的耐磨性能，以表征丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液的强度建立速率。以采用环氧树脂乳液制备的人工彩砂为对比，采用同样的方法测定强度建立速率。测试结果如下表4所示。
表4
由表4的结果可以看出，本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液在第一天建立的强度比环氧树脂低，但第二天强度建立明显更快，且3天即可达到最终的机械强度，生产效率比环氧树脂更高。这是由于本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液中含有丙烯酸树脂，其首先干燥，建立初期表面强度，不仅包埋环氧树脂的活性基团，而且增大了环氧树脂的运动位阻，导致环氧树脂交联速率较慢，而丙烯酸树脂本身的强度又远低于固化后的环氧树脂；而单独的环氧树脂在第一天的交联程度更高，因此本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液制备的人工彩砂比环氧树脂乳液制备的人工彩砂在第一天的掉色速度更快。
但是随着环氧树脂固化的进行，丙烯酸树脂形成的物理位阻又可以加快整个环氧树脂的交联速率，因此本发明提供的丙烯酸酯环氧树脂杂化乳液在第二天反而强度建立更快，并在第三天完全交联固化，达到最终机械强度。
在环氧树脂完全固化之后，由于本发明提供的杂化乳液固化后形成丙烯酸树脂和环氧树脂的互穿网络，因此虽然含有耐磨性较差的丙烯酸树脂部分，但整体的耐磨性与完全固化的环氧树脂相当。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。