一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液及制备方法，醇酸树脂28～16.5份；醇醚溶剂5～15份；丙烯酸酯单体引发剂溶液7～38.5份；中和剂1.3～4.5份；去离子水58.7～25.5份。该乳液先制备酸值合适的醇酸树脂，再以醇醚为溶剂，在油溶性引发剂和链转移剂的作用下，用阴离子型不饱和单体、短链不饱和单体、长碳链丙烯酸酯单体与醇酸树脂进行自由基共聚反应，制得丙烯酸改性醇酸树脂，经过胺中和，再水分散得到快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液。本方法具有单体种类选择和组成范围变化广、原料易得且制备过程易于控制等特点，在实际工业中易于推广和应用，采用本发明专利技术乳液制备的水性醇酸涂料具有快干高光高耐候的特点。

Emulsion for quick drying, high gloss and high weatherability waterborne alkyd paint and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液及制备方法
本专利技术属于有机高分子化合物领域，特别涉及一种用作金属防腐用快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液及制备方法。
技术介绍
2015年以来，我国颁布了涂料消费税并逐步开始限制VOC含量较高的溶剂型涂料的使用，各行各业对污染小、VOC含量低、安全环保的水性涂料的需求开始快速增加，这就促进了水性树脂研究的热潮，水性醇酸树脂乳液也是研究的热点之一。常规的水性醇酸乳液由于在碱性条件下易水解，制成的水性漆贮存超过3个月易失干；一般的改性醇酸树脂乳液由于在制备醇酸树脂时引入偏苯三酸酐，后期合成温度较低，需减压蒸馏蒸除回流溶剂，工艺复杂且能耗较大；同时，常规的水性丙烯酸改性醇酸树脂由于醇酸树脂与丙烯酸树脂之间较大的相分离，很难做到快干的同时色漆漆膜光泽达90以上；另外，常规的水性醇酸涂料用乳液干燥成膜后，初期耐水性较差，严重影响了水性醇酸涂料的使用和推广。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液及其制备方法。采用此方法制备的乳液粒径小、干性好、贮存稳定性高，且胶膜致密性好、光泽度高、耐候性好、初期耐水性极佳等特点。本专利技术是通过以下述技术方案来实现的。一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，包括下述质量分数的原料：进一步，所述醇醚溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚的一种或两种任意比例的混合物。进一步，所述中和剂为三乙胺或二甲基乙醇胺中的一种或两种任意比例的混合物。进一步，所述引发剂为偶氮二异丁氰或过氧化苯甲酰中的一种。进一步，所述丙烯酸单体引发剂溶液通过下述方法制得：将阴离子型不饱和单体、短链不饱和单体、长碳链丙烯酸酯单体、引发剂、链转移剂按照质量比为(5～14)：(88.5～74.3)：(3.4～10)：(3.1～1)：(0～0.7)进行混合，搅拌均匀后制得丙烯酸酯单体引发剂溶液。所述阴离子型不饱和单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-聚氧乙烯(10)醚铵中的一种或两种任意比例的混合物。所述短链不饱和单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的两种或两种以上任意比例的混合物；所述长碳链丙烯酸酯单体为丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯或甲基丙烯酸十八酯中的一种或多种任意比例的混合物；所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰中的一种。所述链转移剂为十二硫醇。进一步，所述醇酸树脂包括下述质量分数的原料：所述醇解催化剂为氧化钙或氢氧化锂中的一种。进一步，所述醇酸树脂包括下述质量分数的原料：干性油酸或半干性油酸59.5～51份；苯酐20～25份；多元醇20.5～24份。进一步，所述醇酸树脂包括下述质量分数的原料：所述干性油酸为亚麻油酸或脱水蓖麻油酸中的一种；所述半干性油酸为豆油酸；所述多元醇为甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇或蔗糖中的一种或两种任意比例的混合物。相应地，本专利技术给出了一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液的制备方法，包括下述步骤：步骤1，制备醇酸树脂：将质量分数为53～47.5份亚麻油与15.5～21份甘油、0～3份蔗糖和0.02份醇解催化剂加入容器中进行高温醇解，降温后补加31.48～28.48份苯酐，在氮气保护下，以回流溶剂回流，分段升温进行酯化反应；或将质量分数为59.5～51份干性油酸或半干性油酸、20～25份苯酐、20.5～24份多元醇加入容器中，在氮气保护下，以回流溶剂回流，分段升温进行酯化反应；或将质量分数为45～53份干性油酸或半干性油酸、24～20.5份苯酐、18～23份多元醇、13～3.5份苯甲酸加入容器中，在氮气保护下，以回流溶剂回流，分段升温进行酯化反应；2)酯化反应至酸值为5～30mgKOH/g，得到醇酸树脂；或将市售酸值5～30mgKOH/g的醇酸树脂进行溶剂脱除，至溶剂含量不大于5％，得到醇酸树脂；步骤2，丙烯酸改性醇酸树脂的制备：将质量分数为28～16.5份步骤1得到的酸醇酸树脂与5～15份醇醚溶剂混合，升温，搅拌，向混合液中滴加7～38.5份丙烯酸酯单体引发剂溶液，控制滴加时间，保温，制得酸值为30～45mgKOH/g的丙烯酸改性醇酸树脂；步骤3，乳液的制备：将丙烯酸改性醇酸树脂降温，加入1.3～4.5份中和剂进行中和，中和完成后保温，高速搅拌下，缓慢加入58.7～25.5份去离子水进行水分散，分散均匀后，即制得固含量为32％～55％的快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液。进一步，所述步骤1-1)中，以回流溶剂二甲苯回流；分段升温为将温度升至180℃，反应1h，升温至190℃反应1h，升温至220℃。进一步，所述步骤2中，升温程序为升温至80℃～130℃，开启搅拌，丙烯酸单体引发剂溶液在120～150min内滴加完毕，保温2～3h。进一步，所述步骤3中，将丙烯酸改性醇酸树脂降温至60℃，滴加中和剂，中和完成后保温20～30分钟。本专利技术的技术效果是：本专利技术采用丙烯酸改性醇酸的技术方案制备乳液，聚合后的乳液能够充分发挥丙烯酸树脂和醇酸树脂各自的优点，使得乳液具有极好的干性，漆膜具有极佳的耐候性和耐化学品性；丙烯酸组分引入长链烷基结构，减少了丙烯酸组分与醇酸树脂之间较大的相分离，使得醇酸树脂均匀分散于丙烯酸树脂中，成膜时醇酸树脂可以充分铺展并氧化交联形成致密的漆膜，从而保留醇酸树脂的高光泽性并大幅提升了漆膜的耐介质性；丙烯酸组分引入长链烷基结构，大幅提高了漆膜的初期耐水性，醇酸组分为常规油性醇酸树脂，无需减压蒸馏蒸出醇酸树脂合成过程中的回流溶剂，工艺简单且能耗低。本专利技术乳液以亲水的丙烯酸组分为壳，疏水的醇酸树脂为核，碱性条件下，丙烯酸组分对醇酸组分具有较好的保护作用，减少了醇酸树脂酯键的水解，使得乳液具有较好的贮存性能。本专利技术由于所使用的醇酸树脂为油性结构醇酸树脂，后期无需降温和减压蒸馏，工艺简单且不增加能耗。本专利技术选用溶液聚合法，以醇醚为溶剂，用丙烯酸单体与醇酸树脂进行自由基聚合，通过胺中和和水分散制备了一种以醇酸树脂为核，丙烯酸为壳的核壳结构丙烯酸改性醇酸乳液。该乳液主要用于制备对干性、初期耐水性、光泽和耐候性要求较高的水性醇酸面漆。该乳液以油性醇酸树脂为核，亲水性强的丙烯酸树脂为壳，减少了碱性条件下醇酸树脂酯键的水解，大幅提升了水性醇酸的贮存稳定性。本专利技术通过丙烯酸改性醇酸，很好地解决了水性醇酸的干性问题。本专利技术以长碳链丙烯酸酯单体为相容性促进剂，用来改善聚丙烯酸酯与醇酸树脂之间的相容性，防止成膜过程中较大相分离导致的漆膜哑光或无光，同时利用长碳链丙烯酸酯单体的疏水特性，大幅提高了漆膜的初期耐水性。本专利技术以亲水结构的丙烯酸组分为壳、以疏水结构的醇酸组分为核，减弱了碱性条件下醇酸组分酯键的水解，制备了稳定性极好的丙烯酸改性醇酸乳液。本专利技术在实现水性化的过程中，只需对现有油性醇酸树脂的酸值进行控制，避免了合成常规水性醇酸树脂乳液所需的减压蒸馏工艺，具有投资小且能耗低的特点。以本专利技术乳液制备的色漆具有突出的干性，初期耐水性、极高的光泽度、极好的耐候性和储存稳定性，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，包括下述质量分数的原料：

【技术特征摘要】
1.一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，包括下述质量分数的原料：2.根据权利要求1所述的一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，所述醇醚溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚的一种或两种任意比例的混合物；所述中和剂为三乙胺或二甲基乙醇胺中的一种或两种任意比例的混合物；所述引发剂为偶氮二异丁氰或过氧化苯甲酰中的一种。3.根据权利要求1所述的一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，所述丙烯酸单体引发剂溶液通过下述方法制得：将阴离子型不饱和单体、短链不饱和单体、长碳链丙烯酸酯单体、引发剂、链转移剂按照质量比(5～14)：(88.5～74.3)：(3.4～10)：(3.1～1)：(0～0.7)进行混合，搅拌均匀后制得丙烯酸酯单体引发剂溶液；所述阴离子型不饱和单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸或1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-聚氧乙烯(10)醚铵中的一种或两种任意比例的混合物；所述短链不饱和单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的两种或两种以上任意比例的混合物；所述长碳链丙烯酸酯单体为丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十二酯、丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十四酯、丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯或甲基丙烯酸十八酯中的一种或多种任意比例的混合物；所述引发剂为偶氮二异丁氰或过氧化苯甲酰中的一种；所述链转移剂为十二硫醇。4.根据权利要求1所述的一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，所述醇酸树脂包括下述质量分数的原料：所述醇解催化剂为氧化钙或氢氧化锂中的一种。5.根据权利要求1所述的一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，所述醇酸树脂包括下述质量分数的原料：干性油酸或半干性油酸59.5～51份；苯酐20～25份；多元醇20.5～24份。6.根据权利要求1所述的一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，所述醇酸树脂包括下述质量分数的原料：7.根据权利要求5、6所述的一种快干高光高耐候水性醇酸涂料用乳液，其特征在于，所述干性油酸为亚麻油酸或脱水蓖麻油酸中的一种；所述半干性油...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫龙，刘宪文，陈安强，刘洋，汪延茂，孙佳佳，刘晓庆，夏克龙，郭雯，王娅丽，
申请(专利权)人：陕西宝塔山油漆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61