【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水性丙烯酸树脂，尤其涉及一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、水性丙烯酸树脂作为最常用的水性树脂之一，在工业漆中已得到广泛应用，水性(羟基)丙烯酸树脂由于其光泽高、耐候性好、保光保色性佳等优点，常与异氰酸酯固化剂搭配使用，用于制备双组份聚氨酯涂料，固化后的漆膜兼具丙烯酸和聚氨酯的特点，性能优异，耐性突出。羟基丙烯酸分散体(二级分散体，简称羟丙分散体)作为水性丙烯酸树脂的主要品种之一，由于其优异的表观装饰性，近些年来受到了广泛关注。羟丙分散体是先利用溶液聚合制备含羧基和羟基的丙烯酸树脂溶液，然后通过有机胺中和成盐，最后加水乳化分散制得。即羟丙分散体是通过自乳化工艺制得，合成过程中不需要添加小分子乳化剂，并且可以在溶液聚合阶段很好的控制分子量大小和分子量分布。因此，相比于羟基丙烯酸乳液，羟基丙烯酸分散体往往光泽较高，丰满度好，表观装饰性好，目前已在水性工业漆中大量应用。
2、然而，相比于羟丙乳液，水性羟丙分散体的制备过程中通常需要加入一定量的溶剂，溶剂的使用一方面增加了原料成本，另一方面使得生产过程中的安全风险增加，更为重要的是产品voc含量高，将对身体健康造成危害。此外，分散体树脂中过量溶剂的使用还会使得制漆配方中各组分间的相容性受到影响，涂料配方设计受到限制。因此，在不影响成膜树脂性能的条件下，不用或少用溶剂将大大提升丙烯酸分散体的环保性和制漆配方的宽容度。
3、在水性2kpu涂料体系，也即2k-wpu涂料中，丙烯酸分散体羟基含量的高低直接影响着漆膜的性能，
4、因此，提供一种低成本的高柔韧性低羟基含量的零voc羟丙分散体及其制备方法和应用，对于提升漆膜性能具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体及其制备方法和应用，用于解决现有技术中漆膜硬度和柔韧性难以同时提高的问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体的制备方法，包括以下步骤：
4、1)将ε-己内酯和多元醇混合后进行反应，得到聚己内酯多元醇；
5、2)向聚己内酯多元醇中滴加丙烯酸酯混合单体溶液ⅰ后保温，再滴加丙烯酸酯混合单体溶液ⅱ后保温，得到羟基丙烯酸树脂；
6、3)将羟基丙烯酸树脂降温，滴加中和剂后搅拌进行中和反应，得到中和后的羟基丙烯酸树脂；
7、4)将中和后的羟基丙烯酸树脂降温后在水中进行分散，即得到高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体。
8、进一步的，ε-己内酯、多元醇、中和剂、水、丙烯酸酯混合单体溶液ⅰ和丙烯酸酯混合单体溶液ⅱ的质量比为0.3～5：0.1～1：1.5～7：40～55：20～40：5～15；
9、所述丙烯酸酯混合单体溶液ⅰ包含含羟基的丙烯酸酯及衍生物、乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸酯、引发剂和链转移剂；
10、所述含羟基的丙烯酸酯及衍生物、乙烯基类单体、(甲基)丙烯酸酯、引发剂和链转移剂的质量比为4～10：38～45：50～52.01：0.4～0.7：0.2～0.6；
11、所述丙烯酸酯混合单体溶液ⅱ包含含羟基的丙烯酸酯及衍生物、含羧基的可自由基聚合单体、(甲基)丙烯酸酯、引发剂和链转移剂；
12、所述含羟基的丙烯酸酯及衍生物、含羧基的可自由基聚合单体、(甲基)丙烯酸酯、引发剂和链转移剂的质量比为8～15：15～22：65～70：0.1～1.5：0.1～0.7。
13、进一步的，步骤1)中，所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、4-甲基-1,8-辛二醇、4-丙基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇和山梨醇中的一种或几种。
14、进一步的，步骤1)中，混合的转速为200～400r/min，反应的温度为120～160℃，时间为30～50min，升温至反应温度的升温速率为1～5℃/min。
15、进一步的，步骤2)中，滴加丙烯酸酯混合单体溶液ⅰ的时间为2～5h，保温的时间为10～30min；
16、滴加丙烯酸酯混合单体溶液ⅱ的时间为1～3h，保温的时间为1～3h。
17、进一步的，步骤3)中，所述降温的速率为1～3℃/min，搅拌的温度为80～120℃，搅拌的速率为400～500r/min，滴加中和剂的时间为5～20min；
18、其中，所述中和剂为三乙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、三乙胺、n-二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺和n,n-二甲基异丙醇胺中的一种或多种。
19、进一步的，步骤4)中，所述降温的速率为1～3℃/min，分散的温度为60～90℃，分散的时间为20～60min，分散的转速为500～1000r/min，水加入的时间为5～10min。
20、进一步的，所述含羟基的丙烯酸酯及衍生物为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯和甲基丙烯酸羟己酯中的一种或多种；
21、所述乙烯基类单体为苯乙烯和/或丙烯腈；
22、所述(甲基)丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苄基酯和甲基丙烯酸月桂酯中的一种或多种；
23、所述含羧基的可自由基聚合单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羧基乙酯、衣康酸和马来酸酐中的一种或几种；
24、所述引发剂为过氧化二叔戊基、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化醋酸叔丁酯、过氧化醋酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基酸叔戊酯和过氧化异丙苯中的一种或几种；
25、所述链转移剂为正十二烷基硫醇、巯基乙醇或苯乙烯二聚体。
26、本专利技术提供了所述制备方法制备得到的高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体。
27、本专利技术还提供了一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体在水性双组份聚氨酯涂料中的应用。
28、本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，ε-己内酯、多元醇、中和剂、水、丙烯酸酯混合单体溶液Ⅰ和丙烯酸酯混合单体溶液Ⅱ的质量比为0.3～5：0.1～1：1.5～7：40～55：20～40：5～15；
3.根据权利要求1或2所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、4-甲基-1,8-辛二醇、4-丙基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇和山梨醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，步骤1)中，混合的转速为200～400r/min，反应的温度为120～160℃，时间为30
5.根据权利要求1或4所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，步骤2)中，滴加丙烯酸酯混合单体溶液Ⅰ的时间为2～5h，保温的时间为10～30min；
6.根据权利要求1所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述降温的速率为1～3℃/min，搅拌的温度为80～120℃，搅拌的速率为400～500r/min，滴加中和剂的时间为5～20min；
7.根据权利要求1或6所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述降温的速率为1～3℃/min，分散的温度为60～90℃，分散的时间为20～60min，分散的转速为500～1000r/min，水加入的时间为5～10min。
8.根据权利要求1所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，所述含羟基的丙烯酸酯及衍生物为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酸羟己酯和甲基丙烯酸羟己酯中的一种或多种；
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体。
10.权利要求9所述一种高柔韧性零VOC低羟丙烯酸分散体在水性双组份聚氨酯涂料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，ε-己内酯、多元醇、中和剂、水、丙烯酸酯混合单体溶液ⅰ和丙烯酸酯混合单体溶液ⅱ的质量比为0.3～5：0.1～1：1.5～7：40～55：20～40：5～15；
3.根据权利要求1或2所述一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述多元醇为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、4-甲基-1,8-辛二醇、4-丙基-1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇和山梨醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述一种高柔韧性零voc低羟丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，步骤1)中，混合的转速为200～400r/min，反应的温度为120～160℃，时间为30～50min，升温至反应温度的升温速率为1～5℃/min。
5.根据权利要求1或4所述一种高柔韧性零v...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊斌，王燕萍，刘冬立，刘胜普，闫磊，祝晓强，
申请(专利权)人：江苏富琪森新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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