本发明专利技术一种羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法，属于有机高分子化合物领域，该方法含有以下步骤：(1)将含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯和不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯按照质量比1∶0.1～3混合，加入含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯重量1～10倍的去离子水乳化；(2)蒸馏脱除溶剂至固含量为40～70％，调节pH值至6～8，得到所述的羟基聚丙烯酸酯水分散体。该方法制备的水分散体具有高固体含量和核壳结构，可提高双组份水性丙烯酸涂料的成膜性能，改善涂膜的丰满度；对异氰酸酯固化剂的分散能力优异，与固化剂的相容性好，可以提高涂膜的光泽和装饰性能。本发明专利技术所述方法制备的羟基聚丙烯酸酯水分散体可以用于制备双组分水性丙烯酸涂料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机高分子化合物领域，涉及仅用碳-碳不饱和键反应得到的高分子 化合物，具体涉及聚丙烯酸酯。
技术介绍
随着环保意识的增强和环保法规的健全，传统溶剂型涂料中挥发性有机化合物 (VOC)以及有害空气污染物(HAP)的使用愈来愈受到限制，因此水性涂料受到人们越来越 多的关注。单组分水性聚氨酯涂料不能与溶剂型涂料媲美，而双组分水性聚氨酯涂料具有 高性能和多功能，能满足高档涂料需求，所以双组分水性聚氨酯涂料是水性涂料发展方向 和研究热点。双组分水性聚氨酯涂料由水性羟基树脂和聚氨酯固化剂组成，其中水性羟基 树脂包括乳液型和水分散体型。乳液型羟基树脂采用乳液聚合制备，聚合物分子量较大，羟 基官能度不高，对聚氨酯固化剂的乳化能力不强，其双组份涂膜性能尤其是涂膜外观不好， 限制了乳液型双组份聚氨酯涂料的推广应用。水分散体型羟基树脂包括聚酯型、聚氨酯型、 聚丙烯酸酯型、聚酯聚氨酯型和其他杂合型，其中聚丙烯酸酯水分散体具有优异的耐水解 稳定性和较低成本成为研究热点。聚丙烯酸酯水分散体一般采用溶液聚合法制备含羧基(或磺酸基)的丙烯 酸聚合物，中和成盐后分散于水中形成，其中辅助聚合物形成稳定水分散体的亲水基 团(羧基或磺酸基)成膜后会残留于涂膜中降低涂膜耐水性和耐溶剂性。因此，消除涂 膜中亲水基团的影响一直是研究的热点和难点。美国专利USP425150 (2003. 04. 29)和 USP246929(2005. 10. 07)报道了引入含酮羰基的交联单体到聚合物链段上作为活性位，在 成膜阶段因体系的PH值变化后发生交联反应形成交联聚合物网络，消除残留在涂膜中亲 水基团的影响，但是存在交联单体含量高(达总单体量的25% )、成本高、且导致乳液聚合 稳定性差、聚合物乳液的贮存期短等缺点；美国专利USP8876^Q004. 07. 09)报道了采用 含有不同反应活性的两组分共混，并引入第三个组分控制两组分间的反应进程，合成了一 种自交联水性涂料。由于该体系含有两个以上组分，施工成本高等缺陷。目前羟基聚丙烯 酸酯水分散体普遍存在以下几方面的问题(1)分散体固含量低，一般都在20 40% ； (2) 分散体中亲水基团含量较高，残留在涂膜中的亲水羧酸盐会降低涂膜性能；C3)羟基聚丙 烯酸酯水分散体与异氰酸酯的相容性差，用其配制的双组分涂膜外观不好，光泽低，较难满 足汽车涂料的使用需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法，该方 法制备的羟基聚丙烯酸酯水分散体具有高固含量的优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种羟基聚丙烯酸酯水分散体 的制备方法，该方法含有以下步骤(1)将含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯和不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯按照质量比 1 0.1 3混合，加入含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯重量1 10倍的去离子水乳化；(2)蒸馏脱除溶剂至固含量为40 70%，调节pH值至6 8，得到所述的羟基聚 丙烯酸酯水分散体；其中，所述的含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯由丙烯酸单体A、丙烯酸单体A重量0. 1 5% 的引发剂和丙烯酸单体A重量1 1. 2倍的有机溶剂按以下方法制备得到将有机溶剂总量的1 99w%加入到反应釜中，在60 80°C下，2 池内滴加完 由剩余有机溶剂、丙烯酸单体A和引发剂组成的混合物A，保温Ih;降温至50°C以下，加入 中和剂至pH为6 8，得到含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯；其中，所述的丙烯酸单体A由1 45重量份的(甲基)丙烯酸烷基酯、0 20重量份的苯乙烯、5 20重量份的(甲基)丙 烯酸羟烷基酯和1-5重量份的(甲基)丙烯酸组成；所述的不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯由丙烯酸单体B、丙烯酸单体B重量0. 1 5%的引发剂和丙烯酸单体B重量1 1. 2倍的有机溶剂按以下方法制备得到将有机溶剂总量的1 99w%加入到反应釜中在60 80°C下，2_3h内滴加完由剩 余有机溶剂、丙烯酸单体B和引发剂组成的混合物B，保温Ih ；降温至室温得到不含羧酸盐 的羟基聚丙烯酸酯；所述的丙烯酸单体B由1 45重量份的(甲基)丙烯酸烷基酯、0 20重量份的苯乙烯和5 20重量份的(甲基)丙烯酸羟烷基酯组成；上述含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯和不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯的制备步骤中，所述的(甲基)丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁 酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或者两种以上的混合物；所述的(甲基)丙烯酸羟基酯是丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-3-羟基丙酯、甲基 丙烯酸-2-羟基乙酯和甲基丙烯酸-2-羟基丙酯中的一种或两种以上的混合物；所述的有机溶剂为丙酮、丁酮、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、丙二醇甲醚、二丙二醇 甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的 一种或两种以上的混合物；所述的引发剂是偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和对叔丁基过氧化苯甲酰中的一种 或两种以上的混合物；所述的中和剂为N，N-二甲基乙醇胺、氨水、三乙胺、氢氧化钠和氢氧化钾中的一 种或两种以上的混合物。本专利技术所述的羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法中的步骤1乳化过程中可以 加入消泡剂。所用的消泡剂是本领域常用的消泡剂，例如TEG0-810、TEG0-805、TEG0-825其 中的一种或两种以上的混合物。本专利技术所述的羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法的步骤2中，蒸馏方法是本领 域常用的蒸馏方法，可以是常用蒸馏，还可以是减压蒸馏。本专利技术所述的羟基聚丙烯酸酯水 分散体，其制备方法的步骤2中，蒸馏方法最好是减压蒸馏。本专利技术所述的羟基聚丙烯酸酯 水分散体，其制备方法的步骤2中，减压蒸馏是本领域常用的方法。本专利技术所述的羟基聚丙 烯酸酯水分散体，其制备方法的步骤2中，减压蒸馏最好是在温度为50 120°C和真空度为 0. 02 0. IMpa的条件下进行。本专利技术所述的一种羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法，较佳的技术方案是一 种羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法，该方法含有以下步骤(1)将含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯和不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯按照质量比 1 0.1 3混合，加入含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯重量1 10倍的去离子水，乳化；(2)温度为50 120°C和真空度为0. 02 0. IMpa的条件下减压蒸馏脱除溶剂至 固含量为40 70%，调节pH值至6 8，得到羟基聚丙烯酸酯水分散体；含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯由丙烯酸单体A、丙烯酸单体A重量0. 1 5 %的引发 剂和丙烯酸单体A重量1 1. 2倍的有机溶剂按以下方法制备得到在反应釜中，加入有机溶剂总量的1 99w%，在60 80°C下，2- 内滴加完由丙 烯酸单体A、引发剂和剩余有机溶剂组成的混合物A，保温Ih;降温至50°C以下，加入中和剂 至pH为6 8，得到含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯，其中丙烯酸单体A组成为1 20份(甲 基)丙烯酸甲酯、1 5份丙烯酸乙酯、10 20份(甲基)丙烯酸丁酯、5 20份(甲基) 丙烯酸羟烷基酯和1. 5 5. 0份(甲基)丙烯酸；不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯由丙烯酸单体B、丙烯酸单体B重量0. 1 5%的引 发剂和丙烯酸单体B重量1 1. 2倍的有机溶剂按以下方法制备得到在反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种羟基聚丙烯酸酯水分散体的制备方法，该方法含有以下步骤： （１）将含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯和不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯按照质量比１∶０．１～３混合，加入含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯重量１～１０倍的去离子水乳化； （２）蒸馏脱除溶剂至固含量为４０～７０％，调节ｐＨ值至６～８，得到所述的羟基聚丙烯酸酯水分散体； 其中， 所述的含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯由丙烯酸单体Ａ、丙烯酸单体Ａ重量０．１～５％的引发剂和丙烯酸单体Ａ重量１～１．２倍的有机溶剂按以下方法制备得到： 将有机溶剂总量的１～９９ｗ％加入到反应釜中，在６０～８０℃下，２～３ｈ内滴加完由剩余有机溶剂、丙烯酸单体Ａ和引发剂组成的混合物Ａ，保温１ｈ；降温至５０℃以下，加入中和剂至ｐＨ为６～８，得到含羧酸盐的羟基聚丙烯酸；其中，所述的丙烯酸单体Ａ由１～４５重量份的（甲基）丙烯酸烷基酯、０～２０重量份的苯乙烯、５～２０重量份的（甲基）丙烯酸羟烷基酯和１～５重量份的（甲基）丙烯酸组成； 所述的不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯由丙烯酸单体Ｂ、丙烯酸单体Ｂ重量０．１～５％的引发剂和丙烯酸单体Ｂ重量１～１．２倍的有机溶剂按以下方法制备得到； 将有机溶剂总量的１～９９ｗ％加入到反应釜中在６０～８０℃下，２～３ｈ内滴加完由剩余有机溶剂、丙烯酸单体Ｂ和引发剂组成的混合物Ｂ，保温１ｈ；降温至室温得到不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯；所述的丙烯酸单体Ｂ由１～４５重量份的（甲基）丙烯酸烷基酯、０～２０重量份的苯乙烯和５～２０重量份的（甲基）丙烯酸羟烷基酯组成； 上述含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯和不含羧酸盐的羟基聚丙烯酸酯的制备方法中， 所述的（甲基）丙烯酸烷基酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯中的一种或者两种以上的混合物； 所述的（甲基）丙烯酸羟基酯是丙烯酸－２－羟基乙酯、丙烯酸－３－羟基丙酯、甲基丙烯酸－２－羟基乙酯和甲基丙烯酸－２－羟基丙酯中的一种或两种以上的混合物； 所述的有机溶剂为丙酮、丁酮、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯和二丙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种以上的混合物； 所述的引发剂是偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰和对叔丁基过氧化苯甲酰中的一种或两种以上的混合物； 所述的中和剂为Ｎ，Ｎ－二甲基乙醇胺、氨水、三乙胺、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种以上的混合物。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿金清，孔霞，朱延安，陈焕钦，
申请(专利权)人：华南理工大学，广东嘉宝莉化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：81
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