本发明专利技术公开了一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，包括以下重量份的组分：反应性稀释剂160‑250份，含羟基单体120‑200份，含羧基单体66‑90份，丙烯酸酯单体300‑450份，引发剂3‑10份，中和剂18‑25份，去离子水800‑1200份。本发明专利技术还公开了一种所述低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法。本发明专利技术所制得的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，与传统的聚丙烯酸酯二级分散体相比，树脂粘度更低并且固含更高，同时酸值的下降使得树脂的耐水性明显提高。此外，该方法制备工艺简单，分散体内部溶剂含量低，在降低溶剂排放、保护环境和控制成本方面具有极大优势。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涂料
，尤其涉及一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体及其制备方法。
技术介绍
目前，我国工业涂料仍以溶剂型为主，其所带来的环境和健康问题正越来越受到人们的关注。近年来，随着人们环保意识的增强以及国家一大批环保法规的施行，溶剂型工业涂料的使用正受到越来越严格的限制。具有无毒、不燃、环境友好、节省能源等优点的水性涂料是当前涂料行业发展的趋势。水性丙烯酸树脂具有优异的成膜性、良好的耐候性、极佳的保色保光性等特点，广泛应用于外墙、木器、金属、塑料和玻璃等领域的涂饰。水性羟基丙烯酸树脂与氨基树脂或水性多异氰酸酯交联剂配合使用，能够提高漆膜的综合性能，可与溶剂型涂料相媲美。一般地，水性丙烯酸酯分散体分为一级分散体和二级分散体。丙烯酸酯一级分散体一般采用乳液聚合得到，特点是粒径与分子量较大、不含溶剂。采用该类分散体制备的氨基烤漆光泽通常较低，外观也并不理想，并且由于乳化剂的存在，往往存在漆膜耐水性不佳的问题。丙烯酸酯二级分散体则是通过溶液聚合得到含亲水性基团的树脂，然后亲水基团部分或全部中和成盐，最后通过转相过程分散于水中。和一级分散体相比，使用含羟基的丙烯酸酯二级分散体制备的水性双组分聚氨酯涂料，漆膜光泽、丰满度好，外观可媲美溶剂型的双组分聚氨酯。通常羟基丙烯酸酯二级分散体(阴离子型)为了追求其分散性和存储稳定性，需引入较多的羧基，而羧基含量的增加使得树脂的酸值大幅提高，过高的酸值造成羟基丙烯酸树脂的耐水、耐碱性出现下降，并且酸值的提高使得分散体的粘度较大，固含降至30％后树脂才具有一定流动性，这就会产生该树脂所制涂料施工固含低的问题。而且在酸值较高的情况下，制备的聚氨酯涂料耐水性较差，仅适合用来制备氨基烘烤漆。中国专利CN201010275369.5和CN201110175470.8通过先合成不含羧基的疏水长链自由基，再合成含羧基的亲水自由基，之后进行中和乳化的方法制备了一种存储稳定、高固低粘、防腐蚀耐水性能优良、且光泽高耐候好的羟基聚丙烯酸酯水分散体；但是他们所采用的方法反应过程复杂，通常需要分两步聚合(疏水的核部分和亲水的壳部分先后合成)，并且为了降低反应过程中的粘度，加入的溶剂较多，后期并未脱除从而导致产品的VOC含量较高。中国专利CN200810164126.7使用叔碳酸缩水甘油酯和溶剂做为底料，通过单体一步滴加的溶液聚合法制得羟基丙烯酸树脂，之后蒸馏脱除部分溶剂，中和成盐后，加入去离子水得到含羟基的丙烯酸酯二级分散体，该方法不涉及复杂的聚合反应，但是在制备过程中要加入大量溶剂(脱溶剂前树脂溶剂含量在45％左右)，众多溶剂的使用对环境产生较大影响，生产过程中VOC排放量非常大，并且后期溶剂的脱除，需要耗费众多时间，并使得最终产品的成本大幅增加。中国专利CN104356291A提供了一种一步滴加、不脱溶剂的水性羟基丙烯酸树脂的制备方法。其以丙二醇丁醚和叔碳酸缩水甘油酯作为底料，升温至75-80℃后滴加单体和引发剂，补加两次引发剂后降温中和，之后再用去离子水乳化后出料。虽然该方法在制备工艺上有所简化，但是其聚合温度太低，引入的叔碳酸缩水甘油酯量又非常少(小于4％)，合成过程中树脂粘度非常大，在助溶剂添加量不多的情况下，实际生产操作中实现的可能性非常小，并且由于树脂粘度过大，中和乳化的不均一性造成树脂的储存稳定性很差。此外，在较低的反应温度下，叔碳酸缩水甘油酯与羧基的反应性较低，残留的叔碳酸缩水甘油酯对树脂以及涂料的性能产生不良影响。由此，有必要提供一种低溶剂的含羟基聚丙烯酸酯水分散体，以解决现有技术存在的问题。
技术实现思路
针对上面所述聚丙烯酸酯二级分散体存在的问题，本专利技术的目的是提供一种合成过程简单可操作、反应可控、成本较低、存储稳定的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体及其制备方法，所述水分散体可作为双组分聚氨酯涂料的羟基树脂组分，和水性二异氰酸酯组分配制高性能水性聚氨酯涂料，也可与氨基树脂配合制备高温烤漆。本专利技术的方法使用的助溶剂非常少甚至可以不用，并且完全不存在脱除溶剂的工艺，从而能够达到降低溶剂排放、保护环境和大幅降低成本的目的。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，包括以下重量份的组分：本专利技术的另一方面采用的技术方案如下：一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，包括以下重量份的组分：本专利技术的又一方面采用的技术方案如下：一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，包括以下重量份的组分：本专利技术的又一方面采用的技术方案如下：一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，包括以下重量份的组分：优选地，所述反应性稀释剂为叔碳酸缩水甘油酯。优选地，所述含羟基单体选自(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯中的至少一种。优选地，所述含羧基单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、马来酸中的至少一种，优选丙烯酸或甲基丙烯酸。优选地，所述丙烯酸酯单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯，(甲基)丙烯酸椰子油酸酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中的至少一种。优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、二叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢中的至少一种，优选二叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物。优选地，所述中和剂选自氨水、三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-甲基-2-氨基丙醇、二甲基异丙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二异丙胺、二乙基乙醇胺中的至少一种；中和度为50-100％，优选为75-90％。优选地，所述乙烯类单体选自醋酸乙烯、氯乙烯、二氯代乙烯、苯乙烯、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、N-(1，1-二甲基-3-氧代丁基)(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁氧基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁氧基(甲基)丙烯酰胺、二乙烯基苯中的至少一种。优选地，所述溶剂为醋酸丁酯、100号溶剂油、200号溶剂油、甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丁醚、二丙二醇二甲醚中的至少一种。根据溶剂沸点略高于反应温度的原则来选择溶剂或溶剂混合物。为达到上述目的，本专利技术另一方面采用的技术方案如下：一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法，包括以下步骤：加入160-250份反应性稀释剂，在氮气的保护下加热升温，滴加300-450份丙烯酸酯单体、120-200份含羟基单体、66-90份含羧基单体的混合液和第一部分引发剂，第一次保温，继续滴加第二部分引发剂后进行第二次保温，然后降温，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：包括以下重量份的组分：
【技术特征摘要】
1.一种低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：包括以下重量份的组分：2.根据权利要求1所述的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：还包括以下重量份的组分：乙烯类单体 0.1-150份。3.根据权利要求1所述的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：还包括以下重量份的组分：溶剂 0.1-130份。4.根据权利要求1所述的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：还包括以下重量份的组分：乙烯类单体 0.1-150份，溶剂 0.1-130份。5.根据权利要求1至4任一所述的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：所述反应性稀释剂为叔碳酸缩水甘油酯；所述含羟基单体选自(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯中的至少一种；所述含羧基单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、马来酸中的至少一种，优选丙烯酸或甲基丙烯酸。6.根据权利要求1至4任一所述的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：所述丙烯酸酯单体为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯，(甲基)丙烯酸椰子油酸酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯中的至少一种；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、二叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢中的至少一种，优选二叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物；所述中和剂为氨水、三乙胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-甲基-2-氨基丙醇、二甲基异丙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二异丙胺、二乙基乙醇胺中的至少一种；中和度为50-100％，优选为75-90％。7.根据权利要求2或4所述的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：所述乙烯类单体为醋酸乙烯、氯乙烯、二氯代乙烯、苯乙烯、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、N-(1，1-二甲基-3-氧代丁基)(甲基)丙烯酰胺、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁氧基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁氧基(甲基)丙烯酰胺、二乙烯基苯中的至少一种。8.根据权利要求3或4所述的低溶剂含羟基聚丙烯酸酯水分散体，其特征在于：所述溶剂为醋酸丁酯、100号溶剂油、200号溶剂油、甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮、异佛尔酮、二丙酮醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二...
【专利技术属性】
技术研发人员：金深波，李朝辉，朱仁昌，枡田一明，
申请(专利权)人：立邦涂料中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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