[發明專利]一種水性樹脂及其制備方法和水性涂料在審

申請號：	201711181894.9	申請日：	2017-11-23
公開（公告）號：	CN107936181A	公開（公告）日：	2018-04-20
發明（設計）人：	張繼德;段艷華	申請（專利權）人：	湖南工業大學
主分類號：	C08F265/06	分類號：	C08F265/06;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06;C08F220/58;C08F222/14;C08F289/00;C08F212/08;C08F220/28;C08F285/00;C08F222/20;C08J3/24;C09D1
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地址：	412000 湖***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種水性樹脂及其制備方法涂料
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及水性樹脂制備技術領域，尤其涉及一種水性樹脂及其制備方法和水性涂料。

背景技術

中國涂料的總產量已躋身世界前列，并在品種、質量、技術裝備水平方面有了長足的進步。但是隨著人們環保意識的不斷增強，涂料工業面臨著前所未有的挑戰，涂料的水性化研究越來越被重視。目前，應用于建筑涂料、玻璃涂料、木器涂料、塑料涂料及水性油墨等領域的水性樹脂主要包括以下幾種：水性聚氨酯樹脂、水性聚酯樹脂、水性環氧樹脂和水性丙烯酸樹脂；從包裝類型來分還可以分為單組份和雙組份型。

其中，水性環氧樹脂存在硬度低，耐水性差等問題，并且由于結構中含有苯環，涂膜易黃變；水性聚酯樹脂的性能難以調節，硬度和耐水性等性能差；水性聚氨酯雖然綜合性能好，性能可調，但需要添加固化劑；常規的水性丙烯酸樹脂一種是通過乳液聚合法得到的，由于反應體系中有大量的乳化劑，施工時會產生泡沫，同時小分子的乳化劑遷移導致涂膜的附著力下降；為獲得較硬涂膜需要加入大量的成膜助劑，VOC高；且由于樹脂的分子量高，存在涂膜光澤度低、對木材的滲透性差，對顏料的分散性和包裹性差等問題；常規的水性丙烯酸樹脂另外一種是通過溶液聚合法制備，該制備過程引入大量的羧基，中和成鹽后加水稀釋得到，該方法得到的樹脂含有大量的有機溶劑，不安全環保，需要加入固化劑，成本高(加NCO固化劑)或者需要高溫烘烤(加氨基樹脂固化劑)，限制了它的應用。

針對上述水性樹脂的缺點，中國專利CN 1995245 A公開了一種具有高硬度、耐水性好、附著性好、穩定性好的室溫自交聯膠乳互穿網絡聚合物樹脂，該樹脂在室溫下自交聯固化，無需添加固化劑。但是，該樹脂同樣采用乳液聚合法制備，在制備過程中添加大量的乳化劑，為避免施工時導致泡沫，以及乳化劑遷移導致涂膜的附著力下降需要添加消泡劑；且由于樹脂的分子量高(約幾十萬)，存在對木材的滲透性差，對顏料的分散性和包裹性差等問題，需要添加潤濕劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水性樹脂及其制備方法和水性涂料。本發明提供的制備方法制備過程無需添加乳化劑，制備得到的水性樹脂殼層分子量小，用于水性涂料時無需添加消泡劑和潤濕劑，對木材的滲透性好。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種水性樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)提供自交聯丙烯酸樹脂，所述自交聯丙烯酸樹脂中含有自交聯基團，所述自交聯丙烯酸樹脂的數均分子量為1000～10000，羧基含量為25mgKOH/g以上；

(2)將所述步驟(1)中的自交聯丙烯酸樹脂與中和劑和水混合，得到水性丙烯酸樹脂；

(3)將所述步驟(2)得到的水性丙烯酸樹脂與引發劑、非親水性不飽和單體混合，聚合反應得到核殼結構水性丙烯酸樹脂；所述非親水性不飽和單體包括不含羧基和氨基的丙烯酸單體和/或苯乙烯；所述核殼結構的殼層為步驟(1)所述自交聯丙烯酸樹脂，所述核殼結構的核層為非親水性丙烯酸樹脂；

(4)將所述步驟(3)得到的核殼結構水性丙烯酸樹脂與中和劑混合，得到堿性水性丙烯酸樹脂，然后與交聯劑混合，得到水性樹脂。

優選的，所述步驟(1)中自交聯基團包括酮羰基、乙酰乙酸基團或羧基。

優選的，所述步驟(2)中非親水性不飽和單體的質量和與水性丙烯酸樹脂的質量比為(1:9)～(9:1)。

優選的，所述步驟(2)中引發劑的質量為非親水性不飽和單體的質量的0.1～5％。

優選的，所述步驟(2)中聚合反應的溫度為30～90℃。