[發(fā)明專利]陽(yáng)離子型水性羥基丙烯酸樹脂二級(jí)分散體及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710503885.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN107163192A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡和豐;汪水;劉西振;徐沈鈞;葉棟;高菁菁;孫鶯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F265/06
• 分類號(hào): C08F265/06;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/28;C08F212/08;C08F220/34;C08F2/38;C08F293/00;C09D151/00;C09D5/16;C09D5/08;C09D153/00
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙)31205
• 代理人: 顧勇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陽(yáng)離子型水性羥基丙烯酸樹脂二級(jí)分散體及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著人們環(huán)保意識(shí)和安全意識(shí)的不斷加強(qiáng)，以及相關(guān)環(huán)保法規(guī)的日益完善，綠色環(huán)保的水性涂料已開始逐漸取代溶劑型涂料，已成為涂料發(fā)展的主流。

水性羥基丙烯酸樹脂分散體，具有低VOC、分子可設(shè)計(jì)性、分散穩(wěn)定性、使用靈活性、應(yīng)用廣泛性等優(yōu)點(diǎn)，被用于木器、外墻等化工涂料領(lǐng)域。美國(guó)專利US6399691、US2007282049A1和中國(guó)專利CN101914185A、CN102850703A均描述了水性丙烯酸樹脂二級(jí)分散體的制備方法。所述的分散體通過(guò)兩步自由基溶液聚合法，先合成疏水性的核部分（不含羧酸），再接枝上親水的殼部分（富含羧酸），加入中和劑，中和后加水分散，制得少溶劑、高固低黏、儲(chǔ)存穩(wěn)定二級(jí)分散體。這些都是以陰離子為親水基團(tuán)的分散體，用作涂料時(shí)具有良好的成膜性、保光保色性、耐化學(xué)性和耐候性，然而在金屬表面防污防銹等特定場(chǎng)合，因分散體陰離子基團(tuán)特征，其附著力、抗堿封閉性、遮蔽性和防污漬滲透性無(wú)法滿足其特定使用要求。

目前，中國(guó)專利CN103314025A、CN104086745A提供了一種水性陽(yáng)離子聚氨酯分散體及其制備方法；中國(guó)專利CN1709945A、CN101314626A提供了一種陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺分散體及其制備方法；CN105778027A提供了一種陽(yáng)離子型水性聚硫氨酯分散體及其制備方法。陽(yáng)離子型分散體因其陽(yáng)離子基團(tuán)的特征，其涂膜在某些特定場(chǎng)合具有優(yōu)異的附著力、抗堿封閉性、遮蔽性和防污漬滲透性等相關(guān)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供了一種陽(yáng)離子型水性羥基丙烯酸樹脂二級(jí)分散體。

本發(fā)明的目的之二在于提供該分散體系的制備方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種陽(yáng)離子型水性羥基丙烯酸樹脂二級(jí)分散體，其特征在于該分散體系的組成及質(zhì)量百分含量為：陽(yáng)離子型水性羥基丙烯酸樹脂40～45 %，有機(jī)溶劑2～9 %，去離子水46～58 %。

一種制備上述的陽(yáng)離子型水性羥基丙烯酸樹脂二級(jí)分散體的方法，其特征在于該方法的具體步驟如下：

a.親油段P_o合成：加入5～20份溶劑和0.1～0.8份引發(fā)劑預(yù)先升溫，然后勻速滴加0.5～6份引發(fā)劑、0～2份鏈轉(zhuǎn)移劑和50～80份不含陽(yáng)離子型親水基團(tuán)的混合單體M₁的混合物，聚合形成疏水的親油段P_o；

b.親水段P_w合成：在步驟a所得溶液中，繼續(xù)滴加0.5～2份引發(fā)劑和20～50份含陽(yáng)離子型親水基團(tuán)的混合單體M₂的混合物，在親油段上嵌段或接枝合成親水段P_w；

c.降溫至70～95 ℃，加入有機(jī)酸中和劑，攪拌10～30 min；使溶液的中和度為80～130 %；

d.在步驟c所得聚合物溶液中，按所需固含量的計(jì)算量均勻、慢速滴加去離子水，1～3 h內(nèi)滴加完畢，降至室溫，即得到具有核殼結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子型水性羥基丙烯酸樹脂的二級(jí)分散體。

中和度是水性涂料分散體合成中約定俗稱的概念，指有機(jī)酸中的酸性基團(tuán)能將合成的樹脂中堿性基團(tuán)酸堿中和的程度，屬于理論計(jì)算，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)需通過(guò)儀器、方法進(jìn)行檢測(cè)。

上述的步驟a的具體步驟為：在惰性氣氛保護(hù)下，將5～20份溶劑和0.1～0.8份引發(fā)劑加入反應(yīng)容器，攪拌升溫至120～170 ℃，保溫0～30 min，勻速滴加0.5～6份引發(fā)劑、0～2份鏈轉(zhuǎn)移劑和50～80份不含陽(yáng)離子型親水基團(tuán)的混合單體M₁的混合物，1～3 h內(nèi)滴完，繼續(xù)保溫 0～30 min；所述的不含陽(yáng)離子型親水基團(tuán)的混合單體M₁的組成及質(zhì)量百分含量為：

丙烯酸烷基或脂環(huán)族酯類單體： 50～70%；

含羥基丙烯酸酯類單體： 10～35%；

乙烯基類單體： 0～20%。

上述的步驟b的具體步驟為：在步驟a所得混合液中滴加0.5～2份引發(fā)劑和20～50份含陽(yáng)離子型親水基團(tuán)的混合單體M₂的混合物，0.5～2 h內(nèi)滴完，繼續(xù)保溫1～2 h；所述的含陽(yáng)離子型親水基團(tuán)的混合單體M₂和的組成及質(zhì)量百分含量為：

丙烯酸烷基或脂環(huán)族酯類單體： 50～70%；

含羥基丙烯酸酯類單體： 10～35%；

含叔胺基丙烯酸類單體： 3～15%；