一種環(huán)氧活性稀釋劑改性丙烯酸樹脂水分散體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是屬于水性涂料領(lǐng)域，它涉及一種環(huán)氧活性稀釋劑改性丙烯酸樹脂水分散 體。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙烯酸樹脂水分散體在具有傳統(tǒng)溶劑型丙烯酸樹脂的耐候性、保光保色、光澤高 等優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，以水作為溶劑，很大程度上減小了 V0C的排放，符合涂料產(chǎn)業(yè)環(huán)保發(fā) 展的需要，應(yīng)用前景十分廣闊。
[0003] 由于丙烯酸樹脂在加水分散時(shí)存在黏度變化的異常規(guī)律(粘度峰），一般的丙烯酸 樹脂水分散體在合適的黏度下固含量只有30%左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常溶劑型丙烯酸樹脂的固 含量;而市面上的固含量在40%以上的丙烯酸樹脂水分散體，大多數(shù)里面還含有大量的溶 劑，V0C大于400g/L(樹脂），并不是真正環(huán)保意義上的水性樹脂。目前，制備高固含量的丙烯 酸樹脂主要方法是降低樹脂的分子量和調(diào)整聚合物鏈的結(jié)構(gòu)以降低水分散體的黏度。但是 降低樹脂分子量很容易會(huì)導(dǎo)致樹脂漆膜性能的下降，可行的方法是調(diào)整聚合物鏈結(jié)構(gòu)以便 在保證樹脂性能的前提下實(shí)現(xiàn)高固含量的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種改性丙烯酸樹脂水分散體，得到固含量40%以上且黏度 較低的樹脂，其性能可以達(dá)到相應(yīng)溶劑型丙烯酸樹脂的要求。
[0005] 為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下：
[0006] -種環(huán)氧活性稀釋劑改性丙烯酸樹脂水分散體，按以下方法制備而來：
[0007] 在反應(yīng)器中加入溶劑、環(huán)氧活性稀釋劑，升溫至125-138Γ;然后滴加由非官能性 丙烯酸酯類單體、羥基丙烯酸酯類單體、（甲基)丙烯酸類單體、引發(fā)劑和鏈調(diào)節(jié)劑組成的混 合溶液，在3~3.5h以內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)保溫2~3h;溫度降至55-65 °C時(shí)，攪拌條件下加入中 和劑反應(yīng)，轉(zhuǎn)速為200~400rpm，反應(yīng)20-40min;把攪拌轉(zhuǎn)速提高至400~600rpm，滴加去離 子水進(jìn)行分散，固含量控制在40_45wt%，保溫半小時(shí)后即得產(chǎn)品。
[0008] 按上述方案，所用原料按重量份數(shù)計(jì)如下：
[0009] 環(huán)氧活性稀釋劑16~24份，溶劑20~24份，非官能性丙烯酸酯類單體40~58份，羥 基丙烯酸酯類單體2.5~15份，（甲基)丙烯酸類單體12.5~18份，引發(fā)劑1.2~2份，鏈調(diào)節(jié) 劑0.5~0.9份，中和劑6~8.8份，去離子水100~106份。
[0010] 按上述方案，所述的環(huán)氧活性稀釋劑為丁基縮水甘油醚、碳十二至十四烷基縮水 甘油醚、鄰甲苯基縮水甘油醚、辛基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、芐基縮水甘油醚、對(duì)叔丁 基苯基縮水甘油醚中的一種。
[0011]按上述方案，所述的溶劑為水溶性醇醚、醇類溶劑。
[0012]按上述方案，所述的非官能性丙烯酸酯類單體為（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯 酸異冰片酯、（甲基)丙烯酸丁酯、（甲基)丙烯酸叔丁酯、（甲基)丙烯酸月桂酯、丙烯酸乙酯、 丙烯酸異辛酯、丙烯酸環(huán)己酯中的兩種或兩種以上。
[0013] 按上述方案，所述的羥基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲 基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種。
[0014] 按上述方案，所述的（甲基)丙烯酸類單體為甲基丙烯酸或丙烯酸。
[0015] 按上述方案，所述的鏈調(diào)節(jié)劑為十二烷基硫醇或巰基乙醇。
[0016] 按上述方案，所述的引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、二叔丁基過 氧化物、過氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、過氧化醋酸叔戊酯中的一種。
[0017] 按上述方案，所述的中和劑為N，N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨、二乙醇胺、APM95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇）中的一種，優(yōu)選N，N-二甲基乙醇胺。
[0018] 本發(fā)明制得的丙烯酸水分散體樹脂，與現(xiàn)有技術(shù)中同類的丙烯分散體樹脂相比， 具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 與傳統(tǒng)的水性丙烯酸分散體的制備方法相比，本發(fā)明使用了環(huán)氧活性稀釋劑改性 丙烯酸樹脂，其在反應(yīng)前期充當(dāng)溶劑的作用，后期接枝在丙烯酸主體上，因此反應(yīng)前期只需 加入少量的溶劑，大大降低了 V0C的排放，后期也省略了抽取溶劑的步驟，簡化了合成工藝， 這有利于工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)也節(jié)約了成本。
[0020] 本發(fā)明的主體是丙烯酸樹脂，通過使用環(huán)氧活性稀釋劑改性，能在保證合適黏度 的前提下顯著提高丙烯酸水分散體的固含量，固含量能達(dá)到40%以上。
[0021] 通過不同的環(huán)氧活性稀釋劑對(duì)丙烯酸樹脂進(jìn)行改性，能得到性能各異的丙烯酸水 分散體，如利用碳十二至十四烷基縮水甘油醚對(duì)丙烯酸樹脂進(jìn)行改性，能得到柔韌性好、色 澤淺的丙烯酸水分散體。
[0022] 本發(fā)明制得丙烯酸水分散體為微黃透明液體，固含約40%，黏度較低（2000~ 3000mPa · s)，V0C小于250g/L(樹脂），穩(wěn)定性高，40°C下儲(chǔ)存1年以上，其配制的單組份丙烯 酸氨基烤漆具有優(yōu)異的耐化學(xué)介質(zhì)、高光澤、耐水性等性能，可以應(yīng)用于金屬、玻璃等基材 的涂飾，用途廣泛。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0024] 本發(fā)明環(huán)氧活性稀釋劑改性丙烯酸樹脂水分散體的過程如下：
[0025] 在反應(yīng)器中加入溶劑、環(huán)氧活性稀釋劑，升溫至125-138Γ;然后滴加由非官能性 丙烯酸酯類單體、羥基丙烯酸酯類單體、（甲基)丙烯酸類單體、引發(fā)劑和鏈調(diào)節(jié)劑組成的混 合溶液，在3~3.5h以內(nèi)滴加完畢，繼續(xù)保溫2~3h;溫度降至55-65 °C時(shí)，攪拌條件下加入中 和劑反應(yīng)，轉(zhuǎn)速為200~400rpm，反應(yīng)20-40min;把攪拌轉(zhuǎn)速提高至400~600rpm，滴加去離 子水進(jìn)行分散，固含量控制在40_45wt%，保溫30min后即得產(chǎn)品。
[0026]所用原料按重量份數(shù)計(jì)如下:環(huán)氧活性稀釋劑16~24份，溶劑20~24份，非官能性 丙烯酸酯類單體40~58份，羥基丙烯酸酯類單體2.5~15份，（甲基)丙烯酸類單體12.5~18 份，引發(fā)劑1.2~2份，鏈調(diào)節(jié)劑0.5~0.9份，中和劑6~8.8份，去離子水100~106份。
[0027]其中，環(huán)氧活性稀釋劑為丁基縮水甘油醚、碳十二至十四烷基縮水甘油醚、鄰甲苯 基縮水甘油醚、辛基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、芐基縮水甘油醚、對(duì)叔丁基苯基縮水甘 油醚中的一種。
[0028]所用溶劑為水溶性醇醚、醇類溶劑。具體為乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇甲醚、 丙二醇甲醚、乙二醇丙醚、丙二醇丙醚、正丁醇、異丙醇、二乙二醇丁醚等水溶性醇醚、醇類 溶劑中的一種或幾種。
[0029] 中和劑可以為N，N-二甲基乙醇胺、三乙胺、氨、二乙醇胺、APM95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇）中的一種，優(yōu)選N，N-二甲基乙醇胺。
[0030] 本發(fā)明制備的丙烯酸水分散體可以和氨基樹脂固化劑配制成單組分丙烯酸氨基 烤漆涂料。該單組份烤漆涂料由羥基組分和水性氨基樹脂組成，其中，羥基組分是本發(fā)明制 得的丙烯酸水分散體，氨基樹脂用氰特公司的Cymel 303或325,二者的固體份比為3:1~5: 1。該丙烯酸氨基烤漆的涂膜具有光澤高、耐化學(xué)介質(zhì)、熱穩(wěn)定性好和優(yōu)異的機(jī)械性能，適合 作為面漆樹脂或者底面合一漆樹脂。
[0031] 實(shí)施例1
[0032]將20份丙二醇丁醚、24份碳十二烷基縮水甘油醚加入到帶有冷凝裝置和攪拌桿的 反應(yīng)器中，邊通入氮?dú)膺吷郎刂?38°C。恒溫后，開始滴加滴加由非官能性丙烯酸酯類單體、 官能性丙烯酸類單體、丙烯酸類羧基單體、引發(fā)劑和鏈調(diào)節(jié)劑組成的混合溶液（甲基丙烯酸 甲酯15份、丙烯酸丁酯20份、甲基丙烯酸丁酯5份、甲基丙烯酸羥丙酯10份、丙烯酸13份、巰 基乙醇0.90份、過氧化苯甲酸叔丁酯1.2份），控制滴加速度，在3h內(nèi)滴加完畢。繼續(xù)保溫3h。 降溫至60°C，加入7.2份二甲基乙醇胺中和，攪拌4〇1^11后加入106份去離子水，保溫3〇1^11后 出料。所得的丙烯酸樹脂水分散體為微黃透明液體，固含為40%，酸值為51mgK0H/g(樹脂）， 羥值為3.2%，黏度為200011^ &.8，￥0(：為2348/1。40°(：下儲(chǔ)存1年穩(wěn)定。
[0033] 實(shí)施例2
[0034]本例展示使用另外一種環(huán)氧稀釋劑對(duì)丙烯酸樹脂水分散體進(jìn)行改性。
[0035]將24份丙二醇丁醚、16份芐基縮水甘油醚加入到帶有冷凝裝置和攪拌桿的反應(yīng)器 中，邊通入氮?dú)膺吷郎刂?38°C。恒溫后，開始滴加滴加