[發(fā)明專利]高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711116782.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN107674146B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許飛;祝寶英;張漢青;胡中;周麗;莊振宇;劉明;何慶迪;朱柯;丁幫勇;楊光華;劉漢功;王艷艷;夏淵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司;中海油常州涂料化工研究院有限公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司;中海油常州環(huán)保涂料有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/14
• 分類號(hào): C08F220/14;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/18;C08F2/06;C09D133/12;C09D7/20;C07C67/26;C07C69/44;C07C69/75
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本發(fā)明涉及聚合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂及其制備方法，包括多元酸?叔碳酸縮水甘油酯加成物以及高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂的制備。首先使用多元酸對(duì)叔碳酸縮水甘油酯進(jìn)行開環(huán)，制備得到多元酸?叔碳酸縮水甘油酯加成物作為反應(yīng)型稀釋劑。利用所制備的反應(yīng)型稀釋劑制備高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂，樹脂制備過程中完全不使用有機(jī)溶劑，完全做到了水性樹脂的零VOC。在涂料成膜過程中，反應(yīng)型稀釋劑分子鏈中的羥基可以與涂料固化劑發(fā)生反應(yīng)完成固化。反應(yīng)型稀釋劑中的叔碳酸結(jié)構(gòu)也可以提升涂層的耐水、耐乙醇和耐候性。反應(yīng)型稀釋劑在降低粘度的同時(shí)，可以進(jìn)一步提升涂層綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體領(lǐng)域?yàn)橐环N水性聚丙烯酸酯樹脂。

背景技術(shù)

涂料行業(yè)一直飽受環(huán)保的壓力，近年來的國(guó)家環(huán)保部執(zhí)行的環(huán)保督查工作越來越嚴(yán)格，已經(jīng)讓相當(dāng)數(shù)量的溶劑型涂料企業(yè)面臨關(guān)停的狀況。

水性涂料作為環(huán)保型涂料的方向之一，代表未來涂料行業(yè)的發(fā)展方向。由于符合環(huán)保法規(guī)的要求，近年來工業(yè)涂裝領(lǐng)域用水性工業(yè)涂料獲得較快的發(fā)展。涂料的溶劑主要從樹脂來，要降低涂料的VOC，就要從源頭水性樹脂降低，如果能制備低VOC甚至零VOC的水性樹脂，對(duì)于降低VOC大有裨益。

水性工業(yè)涂料按照樹脂類型可分為水性丙烯酸、水性聚氨酯、水性環(huán)氧等類型。其中，由于較為優(yōu)異的性價(jià)比，水性丙烯酸類工業(yè)涂料目前的發(fā)展速度最快，特別是基于水性聚丙烯酸酯樹脂的烘烤型水性丙烯酸-氨基涂料和雙組份水性丙烯酸-聚氨酯涂料，目前應(yīng)用最為廣泛。

目前國(guó)內(nèi)外主流的水性樹脂供應(yīng)商均研制出綜合性能優(yōu)異的水性聚丙烯酸酯樹脂。然而，現(xiàn)有產(chǎn)品存在一個(gè)普遍的問題：現(xiàn)有水性聚丙烯酸酯樹脂一般通過溶液聚合方法制備得到，無法從根源上避免溶劑的使用。雖然目前技術(shù)人員通過多種改性方法降低樹脂制備過程中VOC的使用，但仍需要加入一定量的溶劑，否則樹脂粘度較高，無法應(yīng)用。因此，如何制備不需要使用溶劑的水性羥基丙烯酸樹脂，同時(shí)保證樹脂的粘度適中，并且最終涂層綜合性能優(yōu)異，是水性聚丙烯酸酯樹脂領(lǐng)域需要解決的重要技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂及其制備方法，以解決制備水性羥基丙烯酸樹脂需要使用溶劑的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂，其中，所述水性聚丙烯酸酯樹脂通過共同聚合而成，其原材料包括共聚單體、反應(yīng)型稀釋劑和引發(fā)劑；所述共聚單體包括親水型丙烯酸單體、羥基丙烯酸酯單體和非功能型乙烯基類單體；非功能型乙烯基類單體是指除親水型丙烯酸單體和羥基丙烯酸酯單體之外的乙烯基類單體。

其中，各組分用量以占所有聚合原材料總質(zhì)量的百分比計(jì)，

反應(yīng)型稀釋劑：15～45％；

親水型丙烯酸單體：2.5～10％；

羥基丙烯酸酯單體：0.2～30％；

非功能型乙烯基類單體：25～80％；

引發(fā)劑：0.1-6％。

本發(fā)明所述的高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂，其中，所述反應(yīng)型稀釋劑為多元酸-叔碳酸縮水甘油酯加成物，通過多元酸和叔碳酸縮水甘油酯的開環(huán)反應(yīng)制備得到。

本發(fā)明所述的高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂，其中，所述反應(yīng)型稀釋劑為反應(yīng)底料。

本發(fā)明所述的高固含低VOC水性聚丙烯酸酯樹脂，其中，所述共聚單體和引發(fā)劑組成混合單體組分，在反應(yīng)過程中分為兩部分加入；

第一部分為混合單體組分A，包括0.5～3％的親水型丙烯酸單體、0.1～10％的羥基丙烯酸酯單體、15～50％的非功能型乙烯基類單體和0.05～3％的引發(fā)劑；