核壳乳液、制备方法、应用技术

本发明专利技术涉及水性涂料技术领域，公开了核壳乳液、制备方法、应用；一种核壳乳液，其原料包括：作为壳层的含硅不饱和松香基聚氨酯，作为核层的丙烯酸单体，引发剂用于引发壳层与核层进行交联键合以及核层结构的丙烯酸单体自交联，核层的丙烯酸双键与含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的双键发生键合。本品通过乳液聚合方式进行反应，无VOC，无有毒有害溶剂，低碳环保。该种单组分乳液兼具丙烯酸体系和聚氨酯体系的性能，具有优异的防腐性能、硬度和附着力，可广泛应用于高铁、汽车、船舶、军工、电子、电器、建筑、机械设施设备、石油化工等领域。石油化工等领域。

【技术实现步骤摘要】
核壳乳液、制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及水性涂料
，具体地说，涉及核壳乳液、制备方法、应用。

技术介绍

[0002]松香是我国丰富的林产资源，具有天然可再生、生物可降解等优良特性，其主要成分为具有三环二萜结构和两类活性基因(碳碳双键和羧基)的松香树脂酸。
[0003]传统型丙烯酸改性松香树脂既可用于热塑性树脂，也可以用于溶剂型涂料，在涂料领域有着广泛的应用。但是传统型丙烯酸改性松香树脂多为溶剂型，有毒有害溶剂过多，近几年被大量淘汰。近几年虽然发展出了分散体系列，但是还是VOC过高，又因为存在TG值，所以热粘冷脆，耐溶剂耐化学品差，并且柔韧性差，耐冲击差，附着力差等等。尤其是在对漆膜要求比较高的
，而传统的聚氨酯乳液自增稠性差、固含量低，乳胶膜的耐水和防腐性能差在面对漆膜要求较高的
也只能望洋兴叹。
[0004]为了克服这些缺陷，人们常常采用双组份复合涂层来满足工业要求。然而这种双组份复合涂层模式，工序复杂，手续繁琐，并且成本较高。而传统型聚氨酯改性丙烯酸分散体，往往因为改性程度不够，或者分子量太小，而无法作为单组分使用，或者作为单组分无法体现两种体系的优异性能。

技术实现思路

[0005]<本专利技术解决的技术问题>
[0006]用以解决现有技术存在的改性松香树脂存在的VOC过高、耐水和防腐性能差的问题，本申请采用聚氨酯先改性松香树脂，然后利用该树脂作为亲水乳化剂，和丙烯酸单体反应，得到结合了丙烯酸改性松香树脂和聚氨酯树脂的一种单组分自干涂料树脂，同时实现了零VOC。
[0007]<本专利技术采用的技术方案>
[0008]针对上述的技术问题，本专利技术的目的在于提供核壳乳液、制备方法、应用。
[0009]第一，本专利技术提供了一种核壳乳液，其原料包括：
[0010]作为壳层的含硅不饱和松香基聚氨酯乳液，
[0011]作为核层的丙烯酸单体，
[0012]引发剂用于引发壳层与核层进行交联键合以及核层结构的丙烯酸单体自交联，核层的丙烯酸双键与含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的双键发生键合。
[0013]第二，本专利技术提供了一种前述提及的核壳乳液的制备方法，包括如下步骤：
[0014]S1将第一部分含硅不饱和聚氨酯松香乳液、丙烯酸单体、水经分散得到预乳液；
[0015]S2打底反应釜中加入水及第二部分含硅不饱和聚氨酯松香乳液，再向打底反应釜中滴加预乳液，同时滴加引发剂，滴毕，经保温反应；
[0016]S3降温，再加入氧化还原引发剂后，经中和，得到核壳乳液。
[0017]第三，本专利技术提供了一种前述提及的核壳乳液在水性涂料中的应用。
[0018]具体内容如下：
[0019]<本专利技术的技术机理及有益效果>
[0020]本申请利用核壳反应，聚合初期聚氨酯大分子乳化剂(含硅不饱和松香基聚氨酯乳液)将丙烯酸单体包裹，在引发剂的作用下内部形成核核交联形成内核结构，而聚氨酯大分子于外侧在引发剂作用下形成外壳，同时一部分内核结构上丙烯酸单体双键和不饱和松香基聚氨酯树脂的双键发生自由基交联，形成胶乳互穿网络结构，保证其透明性和稳定性。以此形成了丙烯酸单体为内核，含硅不饱和松香基聚氨酯为壳同时又存在核壳互穿网络结构的均匀乳胶粒，从而制备得到了含硅聚氨酯改性丙烯酸乳液。
[0021]本品通过乳液聚合方式进行反应，无VOC，无有毒有害溶剂，低碳环保。
[0022]该种单组分乳液兼具丙烯酸体系和聚氨酯体系的性能，具有优异的耐性、硬度、附着力，可广泛应用于高铁、汽车、船舶、军工、电子、电器、建筑、机械制造、石油化工等领域。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0024]第一，本专利技术提供了一种核壳乳液，其原料包括：
[0025]作为壳层的含硅不饱和松香基聚氨酯乳液，
[0026]作为核层的丙烯酸单体，
[0027]引发剂用于引发壳层与核层进行交联键合以及核层结构的丙烯酸单体自交联，核层的丙烯酸双键与含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的双键发生键合。
[0028]本专利技术中，所述含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的制备方法，包括如下步骤：
[0029]在反应溶剂存在下，松香、顺酐、多元醇经反应得到不饱和松香树脂；
[0030]不饱和松香树脂与二异氰酸酯反应得到不饱和松香基聚氨酯树脂；
[0031]向不饱和松香基聚氨酯树脂中加入封端剂得到端基含硅不饱和松香基聚氨酯树脂，再经中和、加水分散得到含硅不饱和松香基聚氨酯乳液。
[0032]本专利技术中，含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的原料按重量份数计，松香12～25份、顺酐2～8份、5～18份多元醇、反应溶剂5～18份、封端剂0.5～5份、水12～25份、二异氰酸酯7～18份。
[0033]本专利技术中，多元醇包括季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油中的至少一种。
[0034]本专利技术中，封端剂为二苯基二羟基硅烷、羟甲基三甲基硅烷、羟乙基三甲基硅烷中的至少一种。
[0035]本专利技术中，二异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯中的至少一种。
[0036]本专利技术中，引发剂为过硫酸钾。
[0037]本专利技术中，丙烯酸单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种。
[0038]第二，本专利技术提供了一种前述的制备方法，包括如下步骤：
[0039]S1将第一部分含硅不饱和松香基聚氨酯乳液、丙烯酸单体、水经分散得到预乳液；
[0040]S2打底反应釜中加入水及第二部分含硅不饱和松香基聚氨酯乳液，再向打底反应釜中滴加预乳液，同时滴加引发剂，滴毕，经保温反应；
[0041]S3降温，再加入氧化还原引发剂后，经中和，得到核壳乳液。
[0042]本专利技术中，核壳乳液的原料各组分按重量份数计，
[0043]S1中，第一部分含硅不饱和松香基聚氨酯乳液5～18份、丙烯酸单体30～55份；具体地，苯乙烯12～25份、甲基丙烯酸甲酯5～15份、丙烯酸2～10份、甲基丙烯酸2～10份，水22～38份。
[0044]S2中，水15～25份、第二部分含硅不饱和松香基聚氨酯乳液0.2～5份、引发剂0.1～0.5份；
[0045]S3中，氧化还原引发剂0.03～0.1份。
[0046]本专利技术中，氧化还原体系由双氧水和维生素C组成。具体地，双氧水0.02～0.06份、维生素C 0.01～0.03份。
[0047]第三，本专利技术提供了核壳乳液在水性涂料中的应用。
[0048]<实施例&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳乳液，其特征在于，其原料包括：作为壳层的含硅不饱和松香基聚氨酯，作为核层的丙烯酸单体，引发剂用于引发壳层与核层进行交联键合以及核层结构的丙烯酸单体自交联，核层的丙烯酸双键与含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的双键发生键合。2.根据权利要求1所述的核壳乳液，其特征在于，所述含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的制备方法，包括如下步骤：在反应溶剂存在下，松香、顺酐、多元醇经反应得到不饱和松香树脂；不饱和松香树脂与二异氰酸酯反应得到不饱和松香基聚氨酯树脂；向不饱和松香基聚氨酯树脂中加入封端剂得到端基含硅不饱和松香基聚氨酯树脂，再经中和、加水分散得到含硅不饱和松香基聚氨酯乳液。3.根据权利要求2所述的核壳乳液，其特征在于，含硅不饱和松香基聚氨酯乳液的原料按重量份数计，松香12～25份、顺酐2～8份、5～18份多元醇、反应溶剂5～18份、封端剂0.5～5份、水12～25份、二异氰酸酯7～18份。4.根据权利要求2或3所述的核壳乳液，其特征在于，多元醇包括季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油中的至少一种。5.根据权利要求2或3所述的核壳乳液，其特征在于，封端剂为二苯基二羟基硅烷、羟甲基三甲基硅烷、羟乙基三甲基硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨开全，闫辉，陆小辉，张永红，梁先宝，
申请(专利权)人：绵阳华远同创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：