[發明專利]多雜環基丙烯酸酯單體改性的水性羥基丙烯酸分散體及其制備方法

有效

• 申請號: 201910317203.6
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110054976B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 張心亞;張雄;賴映標;李賚周
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州嘉寶莉新材料有限公司
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F220/28;C08F220/32;C08F220/06;C08F216/14;C08F2/06;C08J3/07;C08F283/06;C08G18/62;C08G18/63
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 向玉芳

本發明公開了多雜環基丙烯酸酯單體改性的水性羥基丙烯酸分散體及其制備方法。按質量份數計，其原料各組分為20?50份溶劑、5?10份多雜環基丙烯酸酯單體，50?70份丙烯酸烷基酯、25?30份丙烯酸功能單體、1?3份鏈轉移劑、2?4份引發劑、1?3份陰離子反應性乳化劑、2?4份引發劑、100?120份去離子水、0.1?0.5份消泡劑、0.2?0.6份流平劑和0.3?0.8份潤濕劑。漆膜的光澤度大于97°，漆膜硬度高達到2H，漆膜的耐沖擊性能強，柔韌性佳，附著力優異，同時具有卓越的耐酸、耐堿、耐水等化學品腐蝕性能，符合國家零VOC涂料標準，環保無毒無污染，可用于水性木器漆、水性工業漆和水性地坪漆。

技術領域

本發明涉及一種水性涂料，特別是涉及一種多雜環基丙烯酸酯單體改性的水性羥基丙烯酸分散體及其制備方法。

背景技術

隨著涂料中VOC排放控制的日益嚴格，溶劑型涂料的使用受到前所未有的限制，無VOC或低VOC的環保涂料受到人們高度重視，高性能、無醛和交聯型水性涂料得到快速發展。水性涂料具有不易燃、環境污染小、危害低等優點，隨著環保法規的建立和人們環保意識的增強，水性涂料受到了廣泛的關注，是現在涂料行業發展的必然趨勢。

水性雙組分聚氨酯涂料的羥基組分可分為分散體型和乳液型丙烯酸酯樹脂兩大類，分散體型樹脂可以分為聚氨酯-丙烯酸酯樹脂雜化體型分散體、聚氨酯分散體、丙烯酸酯樹脂分散體、聚酯分散體、聚醚分散體等。制備水性涂料最常用的樹脂之一是丙烯酸多元醇水分散體，為了制備丙烯酸多元醇水分散體，通常要求先制備較高固含的丙烯酸多元醇樹脂，需要降低丙烯酸多元醇的相對分子質量以達到提高樹脂的固體分。常見的途徑包括提高引發劑的用量、使用鏈轉移劑、增加溶劑和提高反應溫度。羥基丙烯酸酯樹脂組分與多種脂肪族多異氰酸酯預聚物組分配合，可制成色澤淺、保光保色性優、戶外耐候性好的高裝飾性涂料，也可制成外用防腐蝕裝飾漆如港口各種大型機械的面漆涂裝等。由于該涂料外用裝飾性好，又能室溫交聯固化成膜，漆膜耐磨、耐油、硬度高、是高級轎車、汽車、火車、客車、家用電器、電氣儀表、飛機、輕工產品等理想的裝飾、保護涂料品種。

國內外許多企業和研究人員成功研發出丙烯酸分散體，但是產品質量錯綜復雜，主要表現為產品固體含量低，產品粘度大，施工困難，羥基含量低，漆膜交聯密度不夠，機械性能和化學品抗性差等。例如拜耳產品Bayhydrol2646具有高固含和優異的機械性能和化學品抗性，但是產品技術復雜，生產成本高；萬華化學Antkote 2701具有優異的化學品抗性和高硬度，但是分散體粘度大，不利于施工；萬華化學Antkote 2703具有低粘度和優異的機械性能，但是分散體產品的固體含量低，只有41％，和固化劑互配的時候會消耗更多的固化劑。

中國發明專利申請CN108359048A公布了一種含磺酸鹽的聚丙烯酸酯水分散體及其制備方法與應用，利用溶液聚合，中和過程，溶劑脫除，乳化過程成功制備出聚丙烯酸酯水分散體，在分散體中引入乙烯基磺酸鹽單體含有大量的羥基，和固化劑互配后可以形成三維交聯網絡結構，提高漆膜的耐水和耐醇性能等。但是該方法制備的分散體固體含量只有20-40％，固體含量低，與固化劑互配時水會消耗大量固化劑，增加涂料成本，降低漆膜的性能。

中國發明專利申請CN106854285A公布了一種水性羥基丙烯酸分散體及其制備方法，在丙二醇丁醚和環氧樹脂中通過三次緩慢滴加含羥基單體和引發劑，成功制備出水性羥基丙烯酸分散體，與胺基樹脂互配后高溫固化，漆膜具有良好的附著力，漆膜飽滿，耐候性佳。但是該方法的反應溫度為140-200℃，反應溫度高，增加生產成本和安全隱患；同時三次滴加單體和引發劑，反應總時間達到8.5-9小時，反應時間太長，增加產品的生產周期。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術的不足，提供一種制備多雜環基丙烯酸酯單體改性的水性羥基丙烯酸分散體及其制備方法；該制備方法反應溫度為70-80℃、反應時間控制在6-7h，分散體固體含量為44-45％，利用該分散體制備的漆膜具有高附著力、高光澤、高豐滿度、優異的化學品抗性和物理機械性。