一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用技术

一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用，属于醇酸树脂的技术领域，按重量份数计，包括醇酸树脂40～90份、丙烯酸树脂10～60份、中和剂2～5份以及去离子水150‑200份；所述醇酸树脂包括不饱和脂肪酸Ⅰ40～50份、三羟甲基丙烷20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份和二甲苯5～10份；所述丙烯酸树脂包括改性不饱和脂肪酸20～50份，丙烯酸类单体70～90份以及引发剂5～10份；所述的改性不饱和脂肪酸，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯30～34份，不饱和脂肪酸Ⅱ65～70份。本发明专利技术分别合成改性的多羧基的丙烯酸树脂，多羟基的醇酸树脂，后将两者共混进行高温缩合反应，得到丙烯酸改性的水性醇酸分散体，用其制备的防锈漆VOC含量小于1％，耐水解性能好，干燥速度较快，硬度高。

An acrylic modified waterborne alkyd dispersion and its preparation and Application

An acrylic modified waterborne alkyd dispersion and its preparation method and application belong to the technical field of alkyd resin, including 40-90 parts of alkyd resin, 10-60 parts of acrylic resin, 2-5 parts of neutralizer and 150-200 parts of deionized water in weight parts; the alkyd resin includes 40-50 parts of unsaturated fatty acid I, 20-30 parts of Trimethylolpropane, 18-22 parts of pentaerythritol The acrylic resin comprises 20-50 parts of modified unsaturated fatty acid, 70-90 parts of acrylic monomers and 5-10 parts of initiator; the modified unsaturated fatty acid comprises 30-34 parts of glycidyl methacrylate, 65-70 parts of unsaturated fatty acid \u2161. The invention respectively synthesizes the modified multi carboxyl acrylic resin and the multi hydroxyl alkyd resin, and then blends them for high temperature condensation reaction to obtain the water-based alkyd dispersion modified by acrylic acid. The VOC content of the antirust paint prepared by the dispersion is less than 1%, with good hydrolysis resistance, fast drying speed and high hardness.

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用
本专利技术属于涂料的
，涉及一种醇酸树脂，具体涉及一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体和防锈漆应用以及各自的制备工艺。
技术介绍
涂料是一种复合材料，可以对物体起到保护、装饰、标志及其它特殊作用，按溶剂的类型一般可将涂料划分为溶剂型和水溶性。溶剂型涂料干性和流平性好，漆膜平整有光泽，表面渗透性强且储存稳定性好，因此被广泛采用，但是随着VOC的限制标准越来越严格，公众的环保意识也越来越强，开发环境友好型的水性涂料成为热点。醇酸树脂是涂料行业使用最为广泛的树脂之一，其特点是成膜性好、附着力强、光泽高、漆膜丰满，性价比高，但是水性醇酸树脂相对于油性醇酸树脂耐水解性能较差，干燥速度慢，严重影响了水性醇酸的应用推广。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供了一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用，解决了耐水解性能差，干燥速度慢的问题，远远低于国家工业漆VOC的排放标准，有较大的推广前景。本专利技术为实现其目的采用的技术方案是：一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，关键在于，按重量份数计，包括醇酸树脂40～90份、丙烯酸树脂10～60份、中和剂2～5份以及去离子水150-200份；所述醇酸树脂包括不饱和脂肪酸Ⅰ40～50份、三羟甲基丙烷20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份和二甲苯5～10份；所述丙烯酸树脂包括改性不饱和脂肪酸20～50份，丙烯酸类单体70～90份以及引发剂5～10份；所述的改性不饱和脂肪酸，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)30～34份，不饱和脂肪酸Ⅱ65～70份。进一步地，所述不饱和脂肪酸Ⅰ包括豆油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。进一步地，所述的不饱和脂肪酸Ⅱ包括豆油酸、椰子油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。进一步地，所述丙烯酸类单体包括包括10-20份酸性丙烯酸类单体和余量中性丙烯酸类单体；酸性丙烯酸类单体包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸；中性丙烯酸类单体包括丙烯酸丁酯，丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上。所述丙烯酸树脂还包括0-30份的苯乙烯。进一步地，所述的引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、二叔戊基过氧化物其中的一种或两种以上。进一步地，所述的中和剂包括氨水、二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇其中的一种或两种以上。上述丙烯酸改性的水性醇酸分散体的制备方法，关键在于，包括以下步骤：(1)按上述重量份数准备各组分；(2)醇酸树脂的制备：将不饱和脂肪酸Ⅰ、三羟甲基丙烷、季戊四醇、苯酐、苯甲酸、二甲苯投入反应釜，升温到220～230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，真空抽除二甲苯，制得醇酸树脂，备用；(3)丙烯酸树脂的制备：将甲基丙烯酸缩水甘油酯和不饱和脂肪酸Ⅱ加入反应瓶，在130～160℃反应1～3h，制得改性不饱和脂肪酸备用；将10份～30份改性不饱和脂肪酸加入到三口瓶中，升温到100℃～140℃，缓慢滴加70～90份丙烯酸类单体，0-30份的苯乙烯和5-10份引发剂的混合液，滴加2～4h，滴加完毕后，保温3～5h，制得丙烯酸树脂；(4)将40～90份醇酸树脂和10～60份丙烯酸树脂加入反应釜，升温至160℃～180℃，减压反应1～3h，降温到80℃加入2～5份中和剂，反应10min～30min，缓慢加入150～200份去离子水，得到淡黄色的水性醇酸分散体。用上述丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备防锈漆，关键在于，按质量份数计，包括丙烯酸改性水性醇酸分散体35～40份、三乙胺0.2～1.0份、去离子水1～3份、乙二醇丁醚1～2份、磷酸铁锌4～7份、炭黑0.5～0.6份、钛白粉3～4份、沉淀硫酸钡4～7份、有机膨润土0.2～0.5份、分散剂BYK20120.4～0.7份、水性醇酸催干剂0.4～1.0份、消泡剂BYK0120.01份。上述丙烯酸改性的水性醇酸分散体防锈漆的制备方法，关键在于，将丙烯酸改性水性醇酸分散体、三乙胺、去离子水、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012，水性醇酸催干剂加入配料罐，搅拌10～20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以500～700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中水性醇酸分散体相对分子质量3000～6000，VOC含量较低，小于1％，远远低于国家工业漆VOC的排放标准，有较大的推广前景，并且耐水解性能好，干燥速度较快，硬度高，成品漆耐性较好，应用于防锈漆中，也具有优异的耐水性、耐盐雾性、干性以及较高硬度。2、本专利技术设计了丙烯酸树脂和醇酸树脂通过酯键连接，丙烯酸树脂中含有较多的羧基，中和后，亲水性增强，自动排列在乳液球的外侧，醇酸部分疏水，排列在乳液球的内侧，使水性醇酸分散体具有独特的醇酸—丙烯酸核壳结构，有效的阻碍缓解了水分子进入醇酸树脂内部降解其酯键，因此耐水解性较好。3、本专利技术采用GMA改性不饱和脂肪酸Ⅱ，不饱和脂肪酸的双键自由基反应并不活泼，在其中引入GMA的双键，其双键更为活泼，能够充分地和丙烯酸单体反应聚合，丙烯酸树脂和醇酸树脂反应主要是-COOH和-OH脱水酯化反应，丙烯酸树脂中引入不饱和脂肪酸可以增强两者的相容性，以及降低整体树脂的粘度，可以后期不再添加溶剂，从而降低了树脂的VOC排放。4、本专利技术水性醇酸分散体耐候性好主要是醇酸树脂中引入了丙烯酸树脂。丙烯酸树脂本身的耐候性就好于醇酸树脂，干燥速度快是因为丙烯酸树脂的玻璃化转变温度容易设计，最终的产品干燥速度变快。附图说明图1是GPC法测定实施例1水性醇酸分散体的分子量和分子量分布曲线。图2是实施例1的数据处理分析。图3是GPC法测定对比例1水性醇酸分散体的分子量和分子量分布曲线。图4是对比例1的数据处理分析。图5是GPC法测定对比例2水性醇酸分散体的分子量和分子量分布曲线。图6是对比例2的数据处理分析。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步的说明,若无特别说明，下述用量均按质量份数计。一、具体实施例实施例11、改性醇酸分散体的制备：(1)醇酸树脂的制备：将豆油酸46份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷25份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为5，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；(2)丙烯酸树脂的制备：将66份豆油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到150℃反应3h，制得GMA改性豆油酸，降温备用；将30份GMA改性豆油酸加入到三口瓶中升温到120℃，将20份苯乙烯、25份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸辛酯、15份丙烯酸、5份过氧化苯甲酸叔丁酯混合液滴加到反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，按重量份数计，包括醇酸树脂40～90份、丙烯酸树脂10～60份、中和剂2～5份以及去离子水150-200份；所述醇酸树脂包括不饱和脂肪酸Ⅰ40～50份、三羟甲基丙烷20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份和二甲苯5～10份；所述丙烯酸树脂包括改性不饱和脂肪酸20～50份，丙烯酸类单体70～90份，以及引发剂5～10份；/n所述的改性不饱和脂肪酸，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯30～34份，不饱和脂肪酸Ⅱ65～70份。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，按重量份数计，包括醇酸树脂40～90份、丙烯酸树脂10～60份、中和剂2～5份以及去离子水150-200份；所述醇酸树脂包括不饱和脂肪酸Ⅰ40～50份、三羟甲基丙烷20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份和二甲苯5～10份；所述丙烯酸树脂包括改性不饱和脂肪酸20～50份，丙烯酸类单体70～90份，以及引发剂5～10份；
所述的改性不饱和脂肪酸，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯30～34份，不饱和脂肪酸Ⅱ65～70份。


2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，所述不饱和脂肪酸Ⅰ包括豆油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。


3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，所述的不饱和脂肪酸Ⅱ包括豆油酸、椰子油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。


4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括10-20份酸性丙烯酸类单体和余量中性丙烯酸类单体；
酸性丙烯酸类单体包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸；
中性丙烯酸类单体包括丙烯酸丁酯，丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上。


5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，所述丙烯酸树脂还包括0-30份的苯乙烯。


6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，所述的引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、二叔戊基过氧化物其中的一种或两种以上。


7.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，其特征在于，所述的中和剂包括氨水、二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇其中的一种或两种以上。


8.如权利要求1所述的一种丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永全，田海长，田海水，李宁，高昊，韩彦霞，刘文超，闫树德，朱美娟，田军，张道宏，
申请(专利权)人：广东衡光新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44