[發明專利]一種水性丙烯酸樹脂及應用該丙烯酸樹脂的金屬閃光漆

有效

• 申請號: 201110209985.5
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102351982A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 李少香;武德法;陳希磊;姚丹
• 申請（專利權）人: 青島德鑫汽車涂料有限公司;武德法
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F220/28;C08F220/06;C08F220/56;C08F222/14;C08F2/26;C08F2/30;C09D133/08;C09D133/10;C09D133/12;C09D5/00;C09D7/12
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 苗峻

技術領域

本發明涉及水性丙烯酸樹脂及應用該樹脂的一種漆料，具體涉及一種水性金屬閃光漆及其制備方法，尤其涉及具有核殼結構且殼結構中含有螯合基團的水性丙烯酸樹脂金屬閃光漆，特別適用于汽車涂料。

背景技術

目前國內生產的金屬閃光漆多為溶劑型，為保證有較好的閃光效果其溶劑含量需要高達85％，因此在施工操作過程中會排放大量揮發性有機化合物(VOC)，而且在生產中還存在燃燒、爆炸、中毒等潛在危險性。

水性金屬閃光涂料不僅是一種較環保的涂料，VOC大大降低，而且由于基體樹脂本身具有較高的假稠性，可以做到比溶劑型涂料具有更好的金屬效應。

水性金屬閃光漆的基體樹脂主要有聚丙烯酸樹脂和聚氨酯樹脂，其中聚氨酯樹脂價格昂貴，目前國內應用較少。

中國專利CN1231311A報導了一種可用于汽車面層涂裝的水分散型金屬閃光涂料，其成膜聚合物具有核殼結構，因而樹脂自身具有假塑性，提高了抗流掛性，但是金屬閃光性不好。

中國專利CN101029197A報導了一種水性汽車金屬閃光底漆，基體樹脂為水性聚氨酯和丙烯酸樹脂，其VOC含量較低，具有一定的安全環保性，但是亮度不高，而且成本較高。

中國專利CN101654591A報導了一種自干型金屬閃光漆，以丙烯酸聚氨酯樹脂為基體，在使用時加入固化劑以實現室溫固化，成本較高，主要用于精密機床。

中國專利CN101077954A報導了一種汽車閃光金屬涂料，在水分散型丙烯酸樹脂分子鏈上引入乙酰乙酰氧基官能團側基，提高了水溶性和金屬閃光性，但是抗流掛性主要依靠外加流變控制劑，致使固含量較低。

綜上所述，現有的各種閃光金屬漆均未能完全解決各種性能的平衡，而至今未見結合核殼結構和乙酰乙酰氧基官能團二者優勢的水性金屬閃光漆的報導。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足與缺陷，本發明提供了一種水性丙烯酸樹脂及應用該丙烯酸樹脂制備的金屬閃光漆及其制備應用方法，結合核殼結構和乙酰乙酰氧基官能團二者優勢，以克服現有的溶劑型金屬閃光漆的高VOC排放的不足，并提高抗流掛性、固含量、金屬閃光性，且與罩光清漆配合良好。

本發明提供的水性丙烯酸樹脂的聚合原料主要包括：(1)含多個不飽和基的單體，如乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三羥基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯；(2)帶螯合基團的單體，如乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯；(3)丙烯酸酯類單體和乙烯基苯類單體，如丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丁酯、苯乙烯；(4)帶親水基團的單體，如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺；(5)乳化劑主要為陰離子型乳化劑或陰離子型與非離子型混合乳化劑，其中的陰離子型乳化劑為烷基苯磺酸鹽類乳化劑如十二烷基磺酸鈉、烷基磺酸酯鹽；非離子型乳化劑為壬基苯基聚氧乙基醚、縮水山梨糖醇硬脂酸酯；(6)引發劑，如過硫酸銨、偶氮二異丁腈。

該水性丙烯酸樹脂的聚合工藝是：

第一步：在氮氣保護下，將8.8-11重量份丙烯酸酯類單體、1.3-2.0重量份乳化劑、0.1-0.2重量份引發劑和8.8-11重量份去離子水混合攪拌，在80-85℃下反應12-20分鐘，得到種子乳液；

第二步：將25.5-28.9重量份丙烯酸酯類單體、0.5-0.7重量份帶親水基團的單體和0.5-0.9重量份含多個不飽和基的單體混合得到反應混合物A；將混合物A在80-85℃條件下滴加到步驟一所得的種子乳液中，1-1.5小時滴完，同時滴加1-3重量份15-25wt％的乳化劑水溶液和2.5-5重量份3-5wt％的引發劑水溶液；

第三步：將22-28重量份丙烯酸酯類單體、0-4重量份乙烯基苯類單體、6-8重量份帶親水基團的單體和2-2.4重量份帶螯合基團的單體混合得到反應混合物B；將混合物B在80-85℃條件下滴加到步驟二所得的乳液中，1-1.5小時滴完，同時滴加1-3重量份15-25％的乳化劑水溶液和2.5-5重量份3-5wt％的引發劑水溶液；

第四步：在80-85℃保溫約1小時后降溫至65-70℃，之后在1小時內滴加完成或分2-4批加入0.1-0.2重量份1.5wt％的亞硫酸氫鈉溶液，同時加氨水調節pH值至7-8；之后保溫20分鐘，然后降溫至室溫既得。