一种单组份水性丙烯酸分散体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高性能的单组份水性丙烯酸分散体及其制备方法，所提供的单组份水性丙烯酸分散体包括以下组分：异丙醇，(甲基)丙烯酸酯，乙烯基类单体，丙烯酸和/或甲基丙烯酸，季戊四醇四丙烯酸酯，引发剂，中和剂，去离子水。本发明专利技术所提供的单组份水性丙烯酸分散体使用操作方便，对比双组份涂料省去了配漆的环节，其性能可以与中低羟二级分散体相媲美，具有光泽度高、丰满度好、硬度高、耐水性好、耐候性好等特点。更重要的是，本发明专利技术所提供的单组份水性丙烯酸分散体的VOC(挥发性有机化合物)可以达到0，十分环保。

A One-Component Waterborne Acrylic Acid Dispersion and Its Preparation Method

The invention provides a high-performance One-component Water-borne Acrylic Dispersion and a preparation method thereof. The One-component Water-borne Acrylic Dispersion provided comprises the following components: isopropanol, (methyl) acrylate, vinyl monomer, acrylic acid and/or methacrylic acid, pentaerythritol tetra-acrylate, initiator, neutralizer and deionized water. The One-component Water-borne Acrylic Dispersion provided by the invention has the advantages of convenient operation, omitting the links of paint matching by comparing the two-component paint, and its performance can be comparable to that of the middle and low hydroxyl secondary dispersion, and has the characteristics of high gloss, good fullness, high hardness, good water resistance and good weather resistance. More importantly, the VOC (volatile organic compounds) of the single component water-borne acrylic dispersion provided by the invention can reach 0, which is very environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种单组份水性丙烯酸分散体及其制备方法
本专利技术涉及一种高性能水性丙烯酸分散体，尤其涉及一种单组份的水性丙烯酸分散体，属于水性涂料

技术介绍
在环保要求日趋严格的社会环境下，水性涂料替代油性涂料早已是大势所趋，水性羟基丙烯酸二级分散体近年来得到了较快的发展，在工业涂料领域具有广泛的应用。水性羟基丙烯酸二级分散体中的羟基和异氰酸酯固化剂中的异氰酸根能够反应交联，形成网状结构，由其二者配成的水性双组份涂料具有高光泽、高丰满度、高硬度、耐化学性优异、耐水性好、耐候性好等优点，被广泛应用于工业涂料中，例如：金属漆、塑胶漆、玻璃漆、木器漆等行业。目前市面上的水性羟基丙烯酸二级分散体是通过溶液聚合引入羟基、羧基，再将预聚体中和成盐，再加水分散得到所需的成品。水性羟基丙烯酸分散体由于合成工艺限制了其并不能作为单组份自干涂料使用，需要配合异氰酸酯固化剂做成双组份涂料，在施工前需按比例配漆并加水调试至施工黏度，这样就给施工带来了一定的不便。
技术实现思路
本专利技术解决了上述
技术介绍
中的不足，提供了一种高性能的单组份水性丙烯酸分散体及其制备方法，所提供的单组份水性丙烯酸分散体使用操作方便，对比双组份涂料省去了配漆的环节，其性能可以与中低羟二级分散体相媲美，具有光泽度高、丰满度好、硬度高、耐水性好、耐候性好等特点。更重要的是，本专利技术所提供的单组份水性丙烯酸分散体的VOC(挥发性有机化合物)可以达到0，十分环保。实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：一种单组份水性丙烯酸分散体，包括以下组分，各组分以及各组分的质量份为：异丙醇280～300份，(甲基)丙烯酸酯470～600份，乙烯基类单体41～53份，丙烯酸和/或甲基丙烯酸15～17份，季戊四醇四丙烯酸酯3～5份，引发剂6～7.5份，中和剂16～18份，去离子水700～720份。所述的(甲基)丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯以及丙烯酸异辛酯中的一种或两种以上的混合物。所述的(甲基)丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯以及丙烯酸异辛酯的混合物，六者的质量比为255～305:40～50:83～96:13～22:1～5:80～120。所述的乙烯基类单体为苯乙烯、醋酸乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯腈以及氯乙烯中的一种或两种以上的混合物。所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔戊基以及过氧化二叔丁基中的一种或两种以上的混合物。所述的中和剂为二甲基乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、AMP-95以及氨水中的一种或两种以上的混合物。本专利技术还提供了一种制备上述单组份水性丙烯酸分散体的方法，包括以下步骤：(1)、按照各组分的质量份分别称取各组分，将(甲基)丙烯酸酯、乙烯基类单体、季戊四醇四丙烯酸酯、引发剂进行混合组成第一混合液，将(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸和/或甲基丙烯酸、季戊四醇四丙烯酸酯、引发剂进行混合组成第二混合液，其中第一混合液中的(甲基)丙烯酸酯与第二混合液中的(甲基)丙烯酸酯的质量比为：3～5:1；第一混合液中的季戊四醇四丙烯酸酯与第二混合液中的季戊四醇四丙烯酸酯的质量比为：2～4:1；第一混合液中的引发剂与第二混合液中的引发剂的质量比为：2～4:1；(2)、首先将溶剂异丙醇加入至反应容器中，加热至75～80℃并冷凝回流；(3)、保持75～80℃条件下向反应容器内匀速滴加第一混合液，在3～3.5h内滴加完毕；(4)、保持75～80℃条件下向反应容器内匀速滴加第二混合液，在1.5～2h内滴加完毕，滴加完毕后保温0.5～2小时；(5)、待反应体系温度降低至50℃以下，加入中和剂，搅拌15～20min，然后在高速分散的前提下加入去离子水，高速分散0.5～2小时；(6)、在70～75℃下减压蒸馏脱除溶剂异丙醇，即得到所述单组份水性丙烯酸分散体。所述反应容器为四口烧瓶，四口烧瓶的瓶口处安装有冷凝回流装置。步骤(6)中利用旋转蒸发器进行减压蒸馏脱除溶剂异丙醇。与现有技术相比，本专利技术提供的单组份水性丙烯酸分散体具有以下优点：1、目前本领域基本上全是采用水性羟基丙烯酸分散体和水性异氰酸酯固化剂制成的双组份涂料，施工不便。而采用本专利的分散体施工时十分方便，不需要与水性异氰酸酯固化剂配成双组份涂料，而是直接将制成的单组份涂料进行使用，涂刷并自干成膜后，其性能可以与中低羟二级分散体双组份涂料相媲美。2、本申请中采用异丙醇作为溶液聚合的溶剂，可以将预聚体的TG做高、分子量做大，并能在溶剂的保护下引入季戊四醇四丙烯酸酯作为交联单体，有利于提高漆膜的硬度及耐候性。在传统的水性羟基丙烯酸分散体中，因溶剂含量受到限制，若做到上述三点，预聚体粘度必将很大甚至于凝胶。3、采用异丙醇作为溶液聚合的溶剂，在反应完成后减压蒸馏脱除溶剂异丙醇，得到的水性丙烯酸分散体的VOC为0，更加绿色环保，响应国家政策，在市场上有竞争力。4、本申请中在溶剂保护的前提下采用季戊四醇四丙烯酸酯作为交联单体，在溶液聚合的时候参与反应，形成立体网状结构，能够有效提高漆膜的光泽度、丰满度、耐水性、耐化学性、硬度等性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做详细具体的说明，但是本专利技术的保护范围并不局限于以下实施例。实施例1本实施例提供的单组份水性丙烯酸分散体的制备方法如下：(1)、按照下述质量份分别称取各组分：异丙醇280份第一混合液：(甲基丙烯酸甲酯200份；苯乙烯50份；甲基丙烯酸环己酯50份；甲基丙烯酸丁酯70份；丙烯酸丁酯5份；丙烯酸异辛酯5份；甲基丙烯酸异冰片酯100份；乙烯基三甲氧基硅烷2份；季戊四醇四丙烯酸酯3份；偶氮二异丁腈4.8份)第二混合液(丙烯酸15份；甲基丙烯酸甲酯80份；丙烯酸丁酯10份；甲基丙烯酸丁酯15份；季戊四醇四丙烯酸酯1份；偶氮二异丁腈1.6份)二甲基乙醇胺16.8份去离子水720份(2)、首先将溶剂异丙醇加入至反应容器四口烧瓶中，四口烧瓶的瓶口处安装有冷凝回流装置，水浴加热至75～80℃并冷凝回流；(3)、保持75～80℃条件下向反应容器内匀速滴加第一混合液，在3～3.5h内滴加完毕；(4)、保持75～80℃条件下向反应容器内匀速滴加第二混合液，在1.5～2h内滴加完毕，滴加完毕后保温1小时；(5)、待反应体系温度降低至50℃以下，加入中和剂，搅拌15～20min，然后在高速分散的前提下加入去离子水，高速分散1小时；(6)、利用旋转蒸发器在70～75℃下减压蒸馏脱除溶剂异丙醇，即得到所述单组份水性丙烯酸分散体。对本实施例所制备的单组份水性丙烯酸分散体的性能进行测试，性能测试：本实施例提供的水性丙烯酸分散体和市售某品牌A145型水性羟基丙烯酸分散体(羟基含量3.3％)做对比测试，如下：实施例1A145测试方法固含量45.5％45.2％120℃*2h粘度1080cps1200cps旋转粘度计25℃pH值7.337.25pH计25℃VOC07.5mL/100g用以本实施例制备的水性丙烯酸分散体制得的单组份水性漆和以市售某品牌A145型水性羟基丙烯酸分散体(羟基含量3.3％)/市售某品牌XP2655型水性异氰酸酯固化剂制得的双组份水性漆做性能对比测试，如下：实施例1A145/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单组份水性丙烯酸分散体，其特征在于包括以下组分，各组分以及各组分的质量份为：异丙醇280～300份，(甲基)丙烯酸酯470～600份，乙烯基类单体41～53份，丙烯酸和/或甲基丙烯酸15～17份，季戊四醇四丙烯酸酯3～5份，引发剂6～7.5份，中和剂16～18份，去离子水700～720份。

【技术特征摘要】
1.一种单组份水性丙烯酸分散体，其特征在于包括以下组分，各组分以及各组分的质量份为：异丙醇280～300份，(甲基)丙烯酸酯470～600份，乙烯基类单体41～53份，丙烯酸和/或甲基丙烯酸15～17份，季戊四醇四丙烯酸酯3～5份，引发剂6～7.5份，中和剂16～18份，去离子水700～720份。2.根据权利要求1所述的单组份水性丙烯酸分散体，其特征在于：所述的(甲基)丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯以及丙烯酸异辛酯中的一种或两种以上的混合物。3.根据权利要求2所述的单组份水性丙烯酸分散体，其特征在于：所述的(甲基)丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯以及丙烯酸异辛酯的混合物，六者的质量比为255～305:40～50:83～96:13～22:1～5:80～120。4.根据权利要求1所述的单组份水性丙烯酸分散体，其特征在于：所述的乙烯基类单体为苯乙烯、醋酸乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯腈以及氯乙烯中的一种或两种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的单组份水性丙烯酸分散体，其特征在于：所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔戊基以及过氧化二叔丁基中的一种或两种以上的混合物。6.根据权利要求1所述的单组份水性丙烯酸分散体，其特征在于：所述的中和剂为二甲基乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、AMP-95以及氨水中的一种或两种以上的混合物。7.一种制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：高州，柴广，刘志鸿，田军，马世凯，胡勇军，董威，游仁国，雷木生，
申请(专利权)人：湖北双键精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42