一种新型羟基丙烯酸分散体及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种新型羟基丙烯酸分散体及其应用，本发明专利技术所述的新型羟基丙烯酸分散体，为聚醚多元醇‑不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体，其固含为54±1.0％，黏度为2100±50mpa.s，羟值5.2±0.1，VOC含量26±4.0μg/g。具有高固含、高羟值、低黏度，制漆丰满度、光泽、耐水优良等特点，有望应用于制漆领域，广泛替代传统羟基丙烯酸分散体。

A new type of hydroxy acrylic dispersion and its application

The present invention relates to a new hydroxy acrylic dispersion and its application. The new hydroxy acrylic dispersion is a hydroxyl acrylic dispersion modified by polyether polyol unsaturated polyester. It contains 54 + 1%, the viscosity is 2100 + 50mpa.s, the hydroxyl value is 5.2 + 0.1, and the content of VOC is 26 + 4 micron g/g. With the characteristics of high solid content, high hydroxyl value, low viscosity, fullness of paint, luster and excellent water resistance, it is expected to be applied in the field of painting, and it is widely used as a substitute for traditional hydroxyl acrylic acid dispersion.

【技术实现步骤摘要】
一种新型羟基丙烯酸分散体及其应用
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种新型羟基丙烯酸分散体及其应用。
技术介绍
水性双组分聚氨酯主要是由水性羟基丙烯酸分散体中羟基官能团与水性多异氰酸酯固化剂固化交联而成。水性双组分聚氨酯具有光泽高、保色性以及耐候性好等优点，随着经济和社会的发展，市场的多元化以及环境要求的日益严格，溶剂型树脂的用量日益得到了控制，水性树脂因其具有VOC含量低等明显优势，越来越受到了广大消费者以及市场的青睐。传统的由丙烯酸酯类单体制备的羟基丙烯酸分散体，溶剂含量相对较高、固含较低、黏度较大，耐水性也相对较差，此外，传统的水性羟基丙烯酸分散体由于其固含相对较低，导致其光泽、丰满度也存在一定程度的缺陷。因此，迫切需要寻求一种能够有效地提高双组分聚氨酯体系漆膜的耐水性，降低树脂的黏度、提高分散体的固含的材料代替传统的聚氨酯材料。本专利技术为克服这些局限性，研发了一种新型羟基丙烯酸分散体，其固含为54±1.0％，黏度为2100±50mpa.s，羟值5.2±0.1，VOC含量26±4.0μg/g。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体，其特征在于其制备方法包括如下步骤：(1)将有机环氧化物、含活性氢基团的化合物、溶剂、催化剂和不饱和聚酯混合，升温至140-145℃，搅拌反应0.5-1h得反应混合物；(2)向步骤(1)得到的反应混合物中分两步加入引发剂和丙烯酸酯类单体，滴加完毕后保温1-2h后，降温至75-80℃，加入中和剂，加去离子水搅拌分散1-2h后，即得所述聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体。步骤(1)中所述的有机环氧化物选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷、呋喃、四氢呋喃中的一种或几种；所述含活性氢基团的化合物选自丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、乙二胺季戊四醇、木糖醇、三乙烯二胺、山梨醇、蔗糖、双酚A、双酚S、三(2-羟乙基)异氰酸酯、甲苯二胺、乙二醇、间苯二甲胺、乙二胺、异氰酸酯、丁二醇、三乙醇胺、正丁醇、异丙醇中的任一种；溶剂为树脂制备的常规溶剂，优选丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇乙醚中的一种；催化剂为制备聚醚多元醇的常规催化剂，优选碱金属氢氧化物(如NaOH、KOH、CsOH)。步骤(2)所述的引发剂选自过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化物、过氧化二苯甲酰、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化氢异丙苯或过氧化二异丙苯中的一种；中和剂为：三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、氨水或三丙胺，丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或几种混合。上述步骤(1)、(2)中各组分原料的重量份数如下：有机环氧化物2-3份、含活性氢基团的化合物2-5份、溶剂2-3份、催化剂0.01-0.03份和不饱和聚酯2-3份、引发剂1-2份、丙烯酸酯类单体30-40份、中和剂4-6份，其余为去离子水，共计100份。本专利技术所述聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体其固含为54±1.0％，黏度为2100±50mpa.s，羟值5.2±0.1，VOC含量26±4.0μg/g。本专利技术的另一实施方案提供聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体在制漆、涂料中的应用。本专利技术所述的分两步加入引发剂和丙烯酸酯类单体，优选第一步加入一半质量的引发剂和丙烯酸类单体；第二步加入剩余一半质量的引发剂和丙烯酸类单体。本专利技术所述的不饱和聚酯，含有不饱和双键，酸值为10-25毫克KOH/g固体，固含为70-78％，该不饱和聚酯进一步优选内含丙烯酸共聚物。含有不饱和双键的目的主要是为了通过聚酯中的不饱和双键与丙烯酸酯类单体发生共聚从而实现有效地接枝。内含丙烯酸的目的主要是为了后期能够与胺类中和剂中和成盐，有效地实现水性化，达到自乳化的效果。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术采用有机环氧化物、活泼氢化合物、催化剂、少量常规溶剂既用于合成聚醚多元醇，同时又与不饱和聚酯(作为打底溶剂)一起作为合成羟基丙烯酸分散体的反应介质，可以有效地减少助溶剂的用量，从而从源头上减少VOC总量的排放(不饱和聚酯既作为反应介质，又提高体系的固含，减少溶剂的使用量，减少VOC含量)；(2)不饱和聚酯具有丰满度高，柔韧性好等优点，通过不饱和聚酯中的不饱和双键和丙烯酸酯类单体通过自由基发生共聚，从而接枝在一起，可以有效地提高羟基丙烯酸分散体的光泽以及丰满度；(3)有机环氧化物和活泼氢化合物在催化剂的作用下生成聚醚多元醇，聚醚多元醇具有较强的疏水性，将聚醚多元醇引入进羟基丙烯酸分散体中可以有效地提高双组分聚氨酯体系漆膜的耐水性，降低树脂的黏度、提高分散体的固含，另外，聚醚多元醇的引入也一定程度上提高了漆膜的光泽以及丰满度；(4)本专利技术制备的羟基丙烯酸分散体具有如下特点：①更低的溶剂含量、环境友好；②高羟基含量、相对较高的固含、较低的黏度；③丰满度、光泽、耐水优；④粒径分布范围窄、蓝光强；⑤相对较低的成本、制备工艺简单、易于控制、经济价值高。附图说明图1产品A的IR图图2产品A的粒径分布图具体实施方式为了便于对本专利技术的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解专利技术而并非用来限定本专利技术的范围或实施原则，本专利技术的实施方式不限于以下内容。本专利技术实施例中使用的不饱和聚酯购买自常州科祥高分子材料有限公司，该不饱和聚酯含有不饱和双键，酸值为10-25毫克KOH/g固体，固含为70-78％，内含丙烯酸共聚物。实施例1(1)将环氧丙烷2g、丁二醇3.0g、丙二醇甲醚醋酸酯2g、氢氧化钾0.02g、不饱和聚酯2.0g混合，升温至140-145℃，搅拌反应0.5-1h得反应混合物；(2)向步骤(1)得到的反应混合物中滴加二叔丁基过氧化物0.5g和丙烯酸甲酯5g、甲基丙烯酸甲酯6g、丙烯酸丁酯4g，滴加完毕后保温1h后，继续滴加剩余的二叔丁基过氧化物0.5g和丙烯酸甲酯5g、甲基丙烯酸甲酯6g、丙烯酸丁酯4g，滴加完毕后保温1-2h后，降温至75-80℃，加入N,N二甲基乙醇胺4g中和，加适量的去离子水搅拌分散1-2h后，出料，即得所述聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体(以下简称产品A)。实施例2(1)将环氧氯丙烷3g、丙二醇5.0g、丙二醇甲醚醋酸酯3g、氢氧化钾0.03g、不饱和聚酯3.0g混合，升温至140-145℃，搅拌反应0.5-1h得反应混合物；(2)向步骤(1)得到的反应混合物中加入过氧化二苯甲酰1.0g和丙烯酸甲酯8g、甲基丙烯酸甲酯2g、甲基丙烯酸羟乙酯5g、丙烯酸乙酯5g，加完后保温1h后，继续加入剩余的过氧化二苯甲酰1.0g和丙烯酸甲酯8g、甲基丙烯酸甲酯2g、甲基丙烯酸羟乙酯5g、丙烯酸乙酯5g，加完后保温1-2h后，降温至75-80℃，加入三乙胺6g中和，加适量的去离子水搅拌分散1-2h后，出料，即得所述聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体(以下简称产品B)。实施例3(1)将环氧丙烷2.37g、丁二醇3.66g、丙二醇甲醚醋酸酯3g、氢氧化钾0.02g、不饱和聚酯2.21g混合，升温至140-145℃，搅拌反应0.5-1h得反应混合物；(2)向步骤(1)得到的反应混合物中滴加二叔丁基过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚醚多元醇‑不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体，其特征在于其制备方法包括如下步骤：(1)将有机环氧化物、含活性氢基团的化合物、溶剂、催化剂和不饱和聚酯混合，升温至140‑145℃，搅拌反应0.5‑1h得反应混合物；(2)向步骤(1)得到的反应混合物中分两步加入引发剂和丙烯酸酯类单体，滴加完毕后保温1‑2h后，降温至75‑80℃，加入中和剂，加去离子水搅拌分散1‑2h后，即得所述聚醚多元醇‑不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体。

【技术特征摘要】
1.一种聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体，其特征在于其制备方法包括如下步骤：(1)将有机环氧化物、含活性氢基团的化合物、溶剂、催化剂和不饱和聚酯混合，升温至140-145℃，搅拌反应0.5-1h得反应混合物；(2)向步骤(1)得到的反应混合物中分两步加入引发剂和丙烯酸酯类单体，滴加完毕后保温1-2h后，降温至75-80℃，加入中和剂，加去离子水搅拌分散1-2h后，即得所述聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体。2.权利要求1所述的聚醚多元醇-不饱和聚酯改性的羟基丙烯酸分散体，其特征在于步骤(1)中所述的有机环氧化物选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷、呋喃、四氢呋喃中的一种或几种；所述含活性氢基团的化合物选自丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、乙二胺季戊四醇、木糖醇、三乙烯二胺、山梨醇、蔗糖、双酚A、双酚S、三(2-羟乙基)异氰酸酯、甲苯二胺、乙二醇、间苯二甲胺、乙二胺、异氰酸酯、丁二醇、三乙醇胺、正丁醇、异丙醇中的任一种；溶剂为树脂制备的常规溶剂，优选丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、丙二醇乙醚中的一种；催化剂为制备聚醚多元醇的常规催化剂，优选碱金属氢氧化物(如NaOH、KOH、CsOH)。3.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元有，徐洁，周培，舒适，陈锁金，周国强，金党琴，黄昊宇，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32