本发明专利技术提供一种水性羟基丙烯酸分散体及其制备方法和应用。所述水性羟基丙烯酸分散体的制备原料包括如下组分：釜底溶剂、第一层单体、第二层单体、第三层单体、中和剂和去离子水；第一层单体包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸和链调节剂A；第二层单体包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、环氧中间体、甲基丙烯酸异冰片酯和链调节剂B；第三层单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯和阻聚剂A。本发明专利技术提供的水性羟基丙烯酸分散体具有较好的耐盐雾性和附着力，同时具有较高的硬度。同时具有较高的硬度。
【技术实现步骤摘要】
一种水性羟基丙烯酸分散体及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种水性羟基丙烯酸分散体及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]随着国家对环保要求的不断提高，消费者的环保意识不断增强，尤其全国各地省市出台了VOC排放限量标准，鼓励使用非溶剂型涂料，给水性漆等环保涂料的发展带来了机遇。其中，羟基丙烯酸分散体是由含有一定亲水基团的羟基丙烯酸树脂(通过溶液聚合的方式合成)在水中自乳化得到，其分子量小、粒径小、不含乳化剂、羟基含量较高，且与异氰酸酯在常温下即可交联，固化得到的漆膜不仅具有较高的光泽度、丰满度和硬度，而且还具有优良的保光性、保色性、耐候性和抗污性，在在工程漆、汽车修补漆、木器漆和皮革制漆等领域应用广泛。因此，羟基丙烯酸分散体的研究引起人们的广泛关注。
[0003]CN109306032A公开了一种双组份水性含羟基丙烯酸分散体的制备方法。所述双组份含羟基丙烯酸分散体是采用打底溶剂及甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯和引发剂等原料作为组份一，甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、引发剂等原料作为组份二，并向其中引入中和剂和分散介质，探后通过一系列的反应得到双组份水性含羟基的丙烯酸树脂，再通过分散机分散，得到双组份水性含羟基丙烯酸分散体。该技术方案提供的双组份水性含羟基丙烯酸分散体虽然可替代溶剂型丙烯酸树脂使用，但是其干燥较慢，硬度较低，且制备得到的漆膜在金属材料上的附着力较差。
[0004]CN102161770A公开了一种快干羟基丙烯酸树脂水分散体及其制备方法与用途。所述制备方法包括如下步骤：(A)羟基丙烯酸树脂预聚物的制备：在装有搅拌桨、温度计、冷凝器反应釜中，加入助溶剂，通入氮气升温至回流温度；在此温度下滴加非官能性丙烯酸酯或其衍生物、含羟基的丙烯酸酯或其衍生物、丙烯酸或其衍生物、乙烯基类单体，引发剂和链调节剂组成的混合溶液，保温，再加入上述引发剂后保温，即可得到丙烯酸树脂预聚物；(B)羟基丙烯酸树脂预聚物的水性化：将上述A步骤得到的羟基丙烯酸树脂真空蒸馏脱除部分溶剂，将脱除部分溶剂的树脂溶液倒入容器中，加入中和剂，在高速圆盘分散机下进行中和反应，然后边缓慢滴加去离子水进行分散，然后充分搅拌出料，最终分散体产品的固含控制在40～50％即得产品。该技术方案制备得到的羟基丙烯酸树脂水分散体虽然可以降低汽车涂装过程中VOC排放，但其成膜速率较慢，且制备得到的漆膜在金属材料上的附着力较差。
[0005]CN112266677A公开了一种羟基丙烯酸分散体和丙烯酸防腐涂料。所述羟基丙烯酸分散体由以下质量百分比的单体聚合得到：甲基丙烯酸甲酯10％～40％、丙烯酸丁酯15％～45％、苯乙烯2％～10％、甲基丙烯酸羟烷基酯和丙烯酸羟烷基酯30％～37％、甲基丙烯酸1.5％～5％、甲基丙烯酸环己酯0～7％和叔碳酸乙烯酯0～7％。该技术方案提供的丙烯酸防腐涂料虽然具有高羟值、高固含量、低粘度、稳定性好、成本低等优点，但是其干燥较慢，成膜速率较慢，且制备得到的漆膜在金属材料上的附着力较差。
[0006]随着人们对涂料产品要求的提高，以及树脂本身在各区域出现不同的弊病，不同气候地区，必须要使用不同属性的树脂，导致一般的水性羟基丙烯酸分散体已经不太能满足人们的要求。因此，如何提供一种具有较高硬度、较高附着力和较好耐盐雾性的水性丙烯酸树脂分散体，已成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水性羟基丙烯酸分散体及其制备方法和应用。本专利技术中通过对水性羟基丙烯酸分散体制备原料的设计，进一步通过环氧中间体将环氧树脂引入水性羟基丙烯酸分散体中，提高了水性羟基丙烯酸分散体在金属材料上的耐盐雾性和附着力；并通过第三层单体的使用，将碳碳双键引入水性羟基丙烯酸分散体中，使其可以进行UV光固化，进而使其具有较高的成膜速率。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种水性羟基丙烯酸分散体，所述水性羟基丙烯酸分散体的制备原料包括如下组分：釜底溶剂、第一层单体、第二层单体、第三层单体、中和剂和去离子水；
[0010]所述第一层单体包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸羟乙酯10～20份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、苯乙烯5～15份、丙烯酸6.32～11.05份和链调节剂A0.5～2份；
[0011]所述第二层单体包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、甲基丙烯酸正丁酯2～10份、甲基丙烯酸甲酯5～15份、丙烯酸3.54～18.1份、环氧中间体30～75份、甲基丙烯酸异冰片酯1～5份和链调节剂B 0.5～2份；
[0012]所述第三层单体包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸缩水甘油酯5～16份和阻聚剂A 0.2～1份。
[0013]本专利技术中，通过对水性羟基丙烯酸分散体制备原料的设计，进一步通过环氧中间体将环氧树脂引入水性羟基丙烯酸分散体中，提高了水性羟基丙烯酸分散体在金属材料上的耐盐雾性和附着力，同时提高了水性羟基丙烯酸分散体的耐候性。
[0014]本专利技术中，通过第三层单体的使用，将UV光固化体系引入水性羟基丙烯酸分散体中，具体地是通过甲基丙烯酸缩水甘油酯将碳碳双键引入水性羟基丙烯酸分散体中，同时通过阻聚剂A的使用，避免了甲基丙烯酸缩水甘油酯中的碳碳双键在后续制备水性羟基丙烯酸分散体过程中发生反应，使其可进行UV光固化，进而提高了水性羟基丙烯酸分散体的成膜速率，使其具有较快的干燥速度，可用于不同区域、不同季节，解决了由于区域、气候对漆膜干燥速度的影响，进而影响其施工效果的问题。
[0015]本专利技术中，所述第一层单体中甲基丙烯酸羟乙酯的重量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
[0016]所述第一层单体中甲基丙烯酸甲酯的重量份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
[0017]所述苯乙烯的重量份数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
[0018]所述第一层单体中丙烯酸的重量份数可以是6.32份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份或11.05份等。
[0019]所述链调节剂A的重量份数可以是0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份或2份等。
[0020]所述第二层单体中甲基丙烯酸羟乙酯的重量份数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
[0021]所述甲基丙烯酸正丁酯的重量份数可以是2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份等。
[0022]所述第二层单体中甲基丙烯酸甲酯的重量份数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水性羟基丙烯酸分散体，其特征在于，所述水性羟基丙烯酸分散体的制备原料包括如下组分：釜底溶剂、第一层单体、第二层单体、第三层单体、中和剂和去离子水；所述第一层单体包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸羟乙酯10～20份、甲基丙烯酸甲酯10～20份、苯乙烯5～15份、丙烯酸6.32～11.05份和链调节剂A 0.5～2份；所述第二层单体包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸羟乙酯5～15份、甲基丙烯酸正丁酯2～10份、甲基丙烯酸甲酯5～15份、丙烯酸3.54～18.1份、环氧中间体29～76份、甲基丙烯酸异冰片酯1～5份和链调节剂B 0.5～2份；所述第三层单体包括如下重量份数的组分：甲基丙烯酸缩水甘油酯5～16份和阻聚剂A 0.2～1份。2.根据权利要求1所述的水性羟基丙烯酸分散体，其特征在于，所述环氧中间体的制备原料包括如下重量份数的组分：环氧树脂20～50份、丙烯酸3.5～10.6份和助溶剂5～15份；优选地，所述环氧树脂中环氧基与丙烯酸中羧基的摩尔比为1:(0.9～1.1)；优选地，所述助溶剂选自SMD145/275和/或三甲苯；优选地，所述环氧中间体的制备原料中还包括催化剂A 0.1～1份；优选地，所述催化剂A选自N,N
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二甲基乙醇胺和/或三乙胺；优选地，所述环氧中间体的制备原料中还包括阻聚剂B 0.1～1份；优选地，所述阻聚剂B选自对羟基苯甲醚和/或对苯二酚。3.根据权利要求2所述的水性羟基丙烯酸分散体，其特征在于，所述环氧中间体的制备方法包括如下步骤：将环氧树脂、丙烯酸、助溶剂、催化剂A以及任选的阻聚剂B混合后，进行反应，得到所述环氧中间体；优选地，所述反应在氮气存在下进行；优选地，所述反应的温度为90～120℃；优选地，所述环氧中间体的酸值≤5mgKOH/g。4.根据权利要求1
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3任一项所述的水性羟基丙烯酸分散体，其特征在于，所述釜底溶剂包括如下重量份数的组分：叔碳酸缩水甘油酯20～35份、丙二醇丁醚5～10份和100#溶剂油5～10份；优选地，所述水性羟基丙烯酸分散体的制备原料中中和剂的重量份数为1.24～12.36份；优选地，所述中和剂选自N,N
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二甲基乙醇胺和/或三乙胺；优选地，所述水性羟基丙烯酸分散体的制备原料中去离子水的重量份数为120～250份。5.根据权利要求1
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4任一项所述的水性羟基丙烯酸分散体，其特征在于，所述链调节剂A和链调节剂B各自独立地选自正十二烷基硫醇和/或ST二聚体；优选地，所述第一层单体中还包括引发剂A 0.1～2份；优选地，所述第二层单体中还包括引发剂B 0.1～2份；优选地，所述引发剂A和引发剂B各自独立地选自二叔戊基过氧化氢和/或过氧化二叔丁基；优选地，所述阻聚剂A选自对羟基苯甲醚和/或对苯二酚；
优选地，所述第三层单体中还包括催化剂B 0.1～1份；优选地，所述催化剂B选自N,N
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二甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：亚士生态工业滁州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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