[發明專利]一種室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體及其制備方法

有效

• 申請號: 201910187612.9
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109867743B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 袁東明;楊天朝;張延強;賈永高
• 申請（專利權）人: 鄭州中科新興產業技術研究院;南陽星港涂料有限公司
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/14;C08F212/08;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/58;C08F220/44;C08F222/08;C09D133/08
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明公開了一種室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體及其制備方法，屬于高分子材料合成領域。所述室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體由以下重量份原料組成：乙烯基類軟單體30?57份、乙烯基類硬單體15?35份、功能單體15?43份、交聯單體0.5?15份、交聯劑0.5?9份、引發劑0.5?4份、中和劑4?15份、去離子水70?200份、pH緩沖劑1?3份、鏈轉移劑0.05?0.2份。本發明所述的室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體采用半連續?種子自由基聚合的方法制得。本發明的優點在于：涂膜干燥速度快、耐水性好、硬度高，可低溫交聯成膜，安全環保，符合行業發展趨勢，具有廣闊的應用領域。

技術領域

本發明涉及高分子材料合成技術領域，具體涉及一種室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體及其制備方法。

背景技術

環境友好已成為21世紀發展的主題，隨著人們環保意識的增強和相關法律政策的出臺限制揮發性有機化合物（VOC）的排放，高VOC含量的溶劑型涂料受到前所未有的挑戰。與傳統的溶劑型涂料相比，水性涂料以水為主要溶劑，僅含有極少量的VOC，是一種新型的環保涂料，具有無毒無害、使用安全、便于儲運等優點。

水性丙烯酸涂料因其具有干燥時間短、柔韌性好、色淺、成本低以及優良的保光保色性和戶外耐候性等，廣泛應用于機械制造、交通運輸、輕工、化工、建筑等領域。然而，目前國內市場上大部分水性丙烯酸樹脂屬于熱塑性的，分子間只存在氫鍵、范德華力，不能形成穩定的化學鍵，普遍存在耐水性差、低溫變脆、高溫回黏等缺點，嚴重限制了其在高新技術領域的應用。

發明內容

本發明提出了一種室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體及其制備方法，克服了上述現有技術的缺點和不足，采用共聚的方法在水性丙烯酸樹脂中引入酮肼常溫交聯體系對丙烯酸樹脂進行改性，該方法不但污染小，加工過制備工藝簡單，成本低，而且在固化過程中形成三維網狀結構，使涂膜的機械性能、耐水性、耐溶劑性、低溫變脆、高溫回黏等綜合性能同時得到改善。

實現本發明的技術方案是：一種室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體，包括以下重量份的原料：乙烯基類軟單體31-57份、乙烯基類硬單體16-35份、功能單體15-43份、交聯單體0.5-15份、交聯劑0.5-9份、引發劑0.5-4份、中和劑4-15份、溶劑40-80份、去離子水70-200份、pH緩沖劑1-3份、鏈轉移劑0.02-0.2份。

所述乙烯基類軟單體選自甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸異辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸正辛酯中的一種或任意幾種組合；所述乙烯基類硬單體選自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯腈中的一種或任意幾種組合。

所述功能單體為酸和羥基單體的混合，所述酸選自丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、順丁烯二酸酐和衣糖酸的至少一種，所述羥基單體選自丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯以及甲基丙烯酸羥丙酯中的至少一種。

所述交聯單體為雙丙酮丙烯酰胺，所述交聯劑為己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼、碳酸二酰肼中的至少一種。

所述引發劑為過氧化苯甲酰、偶氮二異丁氰、一叔丁基過氧化氫、二叔丁基過氧化物、二叔戊基過氧化物中的至少一種；所述溶劑為正丁醇、異丙醇、異丁醇、正丁醚中的一種或任意幾種組合。

所述中和劑為氨水、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇，N，N-二甲基乙醇胺、氫氧化四甲基銨中的至少一種；所述pH緩沖劑為碳酸氫鈉、碳酸氫氨中的一種或兩種組合；鏈轉移劑為正十二烷基硫醇。

所述的室溫自交聯水性丙烯酸樹脂分散體的制備方法，步驟如下：

（1）按配方稱取乙烯基類軟單體、乙烯基類硬單體、功能單體、交聯單體、鏈轉移劑以及pH緩沖劑并進行混合形成單體混合液；稱取配方量的引發劑并溶于適量的溶劑中備用；