[發明專利]一種氣干型丙烯酸?醇酸雜化乳液及其制備方法

有效

• 申請號: 201610079039.6
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105566578B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 馮鵬程;文風;范曄;黃娜娜;楊立文;王海;褚思琪
• 申請（專利權）人: 武漢雙虎涂料有限公司
• 主分類號: C08F283/01
• 分類號: C08F283/01;C08F212/08;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/32;C08F230/08;C09D151/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 馬輝

技術領域

本發明涉及一種雜化乳液，尤其涉及一種氣干型丙烯酸-醇酸雜化乳液及其制備方法。

背景技術

在涂料工業領域，目前的主要發展方向是開發環境友好型的低VOC水性涂料。這對響應國家的節能減排和建設資源節約型社會的環保理念和政策有著積極的推動意義。用于單組份氣干型涂料的水性樹脂主要以醇酸乳液和水溶性醇酸樹脂為主，但醇酸乳液中含有大量的乳化劑，儲存穩定性和耐水性較差；水溶性醇酸樹脂在制備的過程中仍然會引入一定量的醇醚類等助溶劑，VOC含量仍然較高，而且這種類型的樹脂干燥速度很慢，尤其是早期硬度低、耐水性也較差，很難滿足相關應用領域的技術指標要求。為了解決傳統水性醇酸樹脂的缺陷，新型的水性丙烯酸改性醇酸樹脂技術不斷問世，如中國發明專利(授權公告號CN103554379B，授權公告日2015.07.01)、中國發明專利(公開號CN104987468A，公開日2015.10.21)、中國發明專利(公開號CN104829790A，公開日2015.08.12)和中國發明專利(公開號CN104341558A，公開日2015.02.11)等都公開了一種氣干型水性丙烯酸改性醇酸樹脂，采用接枝共聚技術將丙烯酸單體接枝到醇酸大分子鏈中，采用該方法制備的樹脂干燥速度較快，各項機械性能都有了較大的提高。中國發明專利(公開號：1474838，公開日：2004.02.11)公開了一種采用預聚體酯化法制備的一種氣干型水性丙烯酸改性醇酸樹脂。該方法是：首先制備一種磺化醇酸樹脂產物和一種丙烯酸酯化脂肪酸產物，然后在一定條件下將二者酯化縮合即制得水性丙烯酸改性醇酸樹脂；中國發明專利(公開號：CN104629061A，公開日：2015.05.20)也公開了一種氣干型水性丙烯酸改性醇酸樹脂的方法，首先合成低分子量的端羧基丙烯酸預聚體，然后與合成的醇酸樹脂預聚體在一定條件下酯化縮合即可制得水性丙烯酸改性醇酸樹脂；中國專利(授權公告號CN102675653B，授權公告日2014.8.20)也公開了一種采用預聚體酯化法制備的一種水性丙烯酸改性醇酸樹脂技術。以上公開的專利中記載的各種水性丙烯酸改性醇酸樹脂都具有比傳統水溶性醇酸樹脂更好的干性、機械性能和耐水性，但其中仍然引入了大量的醇醚類助溶劑而導致樹脂體系的VOC含量仍然較高。中國專利(授權公告號CN101735408A，授權公告日2011.12.21)公開了一種醇酸-有機硅丙烯酸復合水性樹脂，該樹脂VOC含量極低，初期干燥速度快，但因為引入了較多的乳化劑從而影響了其耐水性。

因此，如何提供一種VOC含量極低、干燥速度快、機械性能以及耐水性優良的氣干型水性丙烯酸改性醇酸樹脂成為本領域技術人員所面臨的共同難題。

發明內容

為了解決以上問題，本發明的目的在于提供一種接近零VOC含量、具有優異的干燥特性和儲存穩定性能、出色的機械性能和較強的耐水性的氣干型丙烯酸-醇酸雜化乳液。

實現該發明的主要技術原理是：先合成分子量較低的氣干型醇酸樹脂水分散體，然后采用該水分散體將疏水性的丙烯酸混合單體充分預乳化，之后采用乳液聚合工藝進行丙烯酸和醇酸的接枝共聚合而形成的一種丙烯酸為核、醇酸為殼的硬核軟殼膠質結構的雜化乳液，該乳液在水性催干劑作用下可進行室溫吸氧自交聯。由于整個合成過程中并未借助任何溶劑或者助溶劑進行稀釋或者溶解，因此該雜化乳液具有極低的VOC含量。如圖1所示的雜化乳液具有丙烯酸膠質1為核、醇酸分子鏈2為殼的結構，核殼之間通過化學共價鍵鍵合，殼層醇酸分子鏈2在水性催干劑作用下可進行室溫吸氧自交聯。

本發明采用的技術方案是：

一種氣干型丙烯酸-醇酸雜化乳液，其特征在于：以質量百分比計，由以下組分制備而成：醇酸樹脂水分散體30～40％、反應型乳化劑0.10～0.20％、乙烯基單體5～10％、丙烯酸類單體8～15％、有機硅功能單體0～3％、過硫酸鹽引發劑0.10～0.30％、有機胺0.05～0.15％、去離子水35～45％；其中，所述醇酸樹脂水分散體按其質量百分比計，由如下組分制備而成：三羥甲基丙烷1～6％、季戊四醇1～6％、三羥甲基丙烷烯二丙基醚1～3％、苯酐3～6％、亞麻油脂肪酸4～5％、脫水蓖麻油脂肪酸16～20％、偏苯三酸酐3～5％、三乙胺2～4％、去離子水55～65％；