[發明專利]一種水性羥基丙烯酸二級分散體及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210940995.4
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115215964B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王羊歡;梁成瑋
• 申請（專利權）人: 廣東恒和永盛集團有限公司
• 主分類號: C08F220/20
• 分類號: C08F220/20;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/06;C09D133/14
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡靜

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種水性羥基丙烯酸二級分散體及其制備方法與應用。所述水性羥基丙烯酸二級分散體包括共聚混合物和水；所述共聚混合物的原料包括混合單體I、混合單體II、有機溶劑、引發劑和中和劑；其中，所述混合單體I的組分包括共聚單體、羥基功能單體和環脂肪族單體，所述混合單體II的組分包括共聚單體、羥基功能單體和羧基功能單體；所述共聚單體包括丙烯酸酯類單體和乙烯類單體中的至少一種。所述水性羥基丙烯酸二級分散體中的有機溶劑含量極低，可用于制備低VOCs的水性涂料，涂料涂層表現出優異的機械性能，良好的保光性，優異的光澤和豐滿度，優異的耐化學品性及耐候性；制備出的涂料適用于水性汽車涂裝領域。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，涉及一種水性羥基丙烯酸二級分散體及其制備方法與應用。

背景技術

水性涂料因其安全環保，正在逐步取代溶劑型涂料，是當前涂料行業主要發展方向之一。水性樹脂作為水性涂料的成膜物質，具有高光澤、高硬度、優異的耐候性和耐化學品性能，也因此受到廣泛關注與研究。

目前市面上水性羥基丙烯酸樹脂主要分為羥基丙烯酸乳液(一級分散體)和水溶性羥基丙烯酸樹脂，前者由于含有乳化劑其耐水性不好，光澤豐滿度不高，而后者樹脂本身粘度大且含有較多溶劑，制備涂料時需要大量溶劑來降低涂料的粘度，導致施工固含低，VOCs含量高，限制了涂料在水性汽車涂裝領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術不足，提供一種水性羥基丙烯酸二級分散體及其制備方法與應用，所述水性羥基丙烯酸二級分散體中的有機溶劑含量極低，可用于制備低VOCs的水性涂料，制備出的水性涂料可用于汽車涂裝領域，涂料涂層表現出優異的機械性能，良好的保光性，優異的光澤和豐滿度，優異的耐化學品性及耐候性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種水性羥基丙烯酸二級分散體包括共聚混合物和水；所述共聚混合物包括如下按重量百分比計的原料：混合單體I51～60％、混合單體II19～28％、有機溶劑5～15％、引發劑1～5％和中和劑1～5％；其中，所述混合單體I包括如下按重量百分比計的組分：共聚單體38～50％、羥基功能單體21～34％和環脂肪族單體26～30％，所述混合單體II包括如下按重量百分比計的組分：共聚單體46～60％、羥基功能單體32～42％和羧基功能單體8～12％；所述共聚單體包括丙烯酸酯類單體和乙烯類單體中的至少一種。

在本發明中，所述水性羥基丙烯酸二級分散體的玻璃化轉變溫度為-30～60℃，pH值為6.0～10.0，固含量不小于35％，相對于100％固含，羥值為40～200mg?KOH/g，酸值為10～30mg?KOH/g。在有機溶劑中，在引發劑的作用下，混合單體I的各組分共聚反應生成疏水共聚物，混合單體II的各組分共聚反應生成親水共聚物，從而得到共聚混合物；所述水性羥基丙烯酸二級分散體的有機溶劑含量極低。

優選的，所述共聚混合物和水的重量比為(1.1～1.2):1，進一步優選為(1.13～1.17):1。

優選的，所述共聚混合物包括如下按重量百分比計的原料：混合單體I51.5～59.4％、混合單體II19.8～27.7％、有機溶劑15％、引發劑2.7％和中和劑3％；其中，所述混合單體I包括如下按重量百分比計的組分：共聚單體38.9～49.3％、羥基功能單體21.6～33.6％和環脂肪族單體25.3～29.2％，所述混合單體II包括如下按重量百分比計的組分：共聚單體46.9～59.1％、羥基功能單體32.5～41.4％和羧基功能單體8.4～11.7％。

優選的，所述中和劑與所述羧基功能單體的摩爾比為(1.01～1.1):1，進一步優選為1.05:1。

優選的，所述中和劑包括有機氨和水溶性無機堿；所述有機氨包括二甲基乙醇胺、甲基乙醇胺、三乙胺和三乙醇胺中的至少一種。