【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高分子，具體涉及一種水性醇酸樹脂分散體及其制備方法。
技術介紹
1、水性醇酸樹脂因具有易施工、空氣自氧化交聯和漆膜光澤度高等優點受到人們的關注，廣泛應用在化工設備、塑料表面防腐和建筑裝飾等方面。然而目前市場的水性醇酸樹脂產品依舊存在干燥時間長、力學性能差等缺點。
2、為了解決以上問題，國內外研究人員做了大量努力工作。申請號為202111134806的中國專利公開了一種環氧樹脂預聚物改性水性醇酸樹脂及其制備方法，樹脂干燥速度快，硬度較高，但漆膜的耐水性相對較低，浸泡水中一天發生嚴重的水白和起泡現象。申請號為202110881209的中國專利技術專利公開了一種改性水性醇酸樹脂及其制備方法、以及包含其的水分散體，該改性水性醇酸樹脂的耐水性雖得到提高，但漆膜的硬度較小，制備方法比較復雜。申請號為201510555550.9的中國專利技術專利公開一種硅氟改性水性醇酸樹脂分散體及其制備方法，在醇酸樹脂分子結構中引入有機硅和有機氟，改性后的醇酸樹脂表現出較高的硬度和抗污能力，但該樹脂漆膜的抗沖擊性較低，限制在一些領域的應用。這主要因為水性醇酸樹脂的交聯度少，內聚力低，使得漆膜的硬度和柔性（抗沖擊性）難以兼顧、耐老化和耐介質性差。
技術實現思路
1、為了解決水性醇酸樹脂分散體儲存穩定性差、漆膜的硬度和抗沖擊性難以兼顧、耐老化和耐介質不好等技術問題，本專利技術提出一種水性醇酸樹脂分散體及其制備方法。所述的水性樹脂分散體外觀良好、儲存穩定性好，漆膜的硬度和柔性高，且具有優異的
2、為了達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、一種水性醇酸樹脂分散體的制備方法，步驟如下：
4、（1）將占原料組分量50-70wt%的不飽和植物油酸、占原料組分量30-45wt%丙烯酸、三羥甲基丙烷、催化劑、阻聚劑混合進行酯化反應，當體系酸值降至≤15?mgkoh/g時，再加入剩余不飽和植物油酸，繼續酯化至酸值≤8?mgkoh/g，得到醇酸酯；
5、（2）將占原料組分量15-25wt%的溶劑、占原料組分量20-30wt%的丙烯酸和有機硅混合反應得到有機硅預聚物反應液；
6、（3）將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基類交聯單體、剩余丙烯酸、占原料組分量65-75wt%的引發劑、鏈轉移劑、占原料組分量25-35wt%的溶劑和步驟（2）的有機硅預聚物反應液的混合溶液混合均勻；
7、（4）將步驟（1）的醇酸酯的溫度調至80-140℃，加入占原料組分量25-35wt%溶劑，然后加入步驟（3）所述混合溶液、剩余溶劑和剩余引發劑，繼續反應2-2.5h得到醇酸樹脂；
8、（5）步驟（4）的反應體系降溫至室溫，在攪拌狀態下加入中和劑至ph為8-9，加入去離子水攪拌均勻，得到樹脂分散體。
9、優選的，所述步驟（1）中丙烯酸與醇酸酯的質量比為1：（17-22）；所述步驟（4）中丙烯酸酯與醇酸酯的質量比為1：（2.1-2.4），所述有機硅與醇酸酯的質量比為1：（8-12）；所述乙烯基類交聯單體與丙烯酸酯的質量比為1：（22-42）。
10、優選的，所述水性醇酸樹脂分散體的原料組份及重量份為：不飽和植物油酸22-30份、三羥甲基丙烷16-18份、催化劑0.05-0.3份、阻聚劑0.1-0.2份、溶劑28-32份、丙烯酸丁酯6-8份、甲基丙烯酸甲酯8-10份、丙烯酸6-8份、有機硅3.69-4.92份、乙烯基類交聯單體1-2.2份、鏈轉移劑0.1-0.3份、引發劑1-4份、中和劑2-4份、去離子水100-120份。
11、優選的，所述步驟（1）中酯化反應的溫度為180-220℃；步驟（2）中反應的條件為35-50℃，反應1-2h。
12、優選的，所述步驟（43）中混合溶液分兩次加入，第一次加入15-25wt%的混合溶液，滴加時間為25-30min；第二次加入剩余混合溶液，滴加時間為2-3h。
13、優選的，所述不飽和植物油酸為脫水蓖麻油酸或亞麻油酸，其中不飽和植物油的碘值大于160?g/100g。
14、優選的，所述有機硅為β-（3,4-環氧環己基）乙基三乙氧基硅烷（a-186）或β-（3,4-環氧環己基）乙基三甲氧硅烷（a-187）；其分子結構式分別為，a-186：，a-187：。
15、優選的，所述乙烯基類交聯單體為 n-羥甲基丙烯酰胺（hmea）、 n-羥乙基丙烯酰胺（heaa）或 n-甲氧基丙烯酰胺（nmma）的任意一種；結構式分別為，hmea：，heaa：，nmma：。
16、優選的，所述溶劑為二乙二醇單丁醚和丙二醇丁醚的組合，兩者的質量比為（1.1-1.5）：1；所述催化劑為氧化鋅和氫氧化鋰的組合，兩者的質量比為2：1；所述鏈轉移劑為十二烷基硫醇或3-巰基-1-丙醇。
17、優選的，所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰或過氧化二叔丁基；所述阻聚劑為對羥基苯甲醚、對苯二酚和4-甲氧基苯酚的一種或任意兩種組合，所述中和劑為三乙胺或n-n二甲基乙醇胺。
18、優選的，所述方法制備的水性醇酸樹脂分散體，其粒徑分布小于150nm，50℃熱儲存30?d無任何變化。
19、本專利技術制得的水性醇酸樹脂分散體的漆膜的硬度為1h，抗沖擊性為48?kg·cm；漆膜浸泡水中12?d不起泡、不脫落、不生銹，耐酸性可達172?h，溶劑二甲苯擦拭漆膜表面25次后無變化，氙燈光照15d，不粉化、不開裂、不起泡。
20、本專利技術具有以下有益效果：
21、1、本專利技術利用化學的聚合工藝制備出水性醇酸樹脂分散體。簡言之：首先合成出含有乙烯基活潑雙鍵的醇酸酯和改性有機硅預聚物，再將乙烯基類單體和改性有機硅預聚物均勻混合，采用“快、慢”的方式逐步滴加到醇酸酯中進行自由基聚合，形成均一聚合物，使高分子鏈之間的結合度增加，反應基團分布均勻，能較好發揮高分子彼此的協同作用，相比于物理共混，此方法制備的分散體具有更好的外觀，且引入的有機硅一端含有的環狀分子和另一端含有的異丙氧基基團使得聚合物的空間位阻變大，解決了分散體儲存穩定性差問題。
22、2、本專利技術使極性相差較大的醇酸酯、丙烯酸酯和有機硅以化學反應的方式連接起來，確保了樹脂分散體的均一性。然后限制醇酸酯制備過程中丙烯酸與醇酸酯的比，使乙烯基類單體和有機硅預聚物接枝到醇酸酯鏈上，改善了彼此間的相容性，使樹脂在微觀上達到均勻分散；限制丙烯酸酯與醇酸酯的質量比，使樹脂水分散性良好，提高了改性醇酸樹脂的耐老化性。
23、3、本專利技術制備的分散體在成膜過程中會發生多重交聯反應：（a）共聚到樹脂主鏈上的乙烯基類交聯單體通過本身的酰胺基團產生氫鍵而自交聯形成網絡結構；（b）合成醇酸酯中引入的不飽和植物油酸在催化劑作用下進行吸氧自交聯形成網絡結構；（c）共聚到樹脂主鏈上的乙烯基類單體本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中丙烯酸與醇酸酯的質量比為1：（17-22）；所述步驟（4）中丙烯酸酯與醇酸酯的質量比為1：（2.1-2.4），所述有機硅與醇酸酯的質量比為1：（8-12）；所述乙烯基類交聯單體與丙烯酸酯的質量比為1：（22-42）。
3.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述水性醇酸樹脂分散體的原料組份及重量份為：不飽和植物油酸22-30份、三羥甲基丙烷16-18份、催化劑0.05-0.3份、阻聚劑0.1-0.2份、溶劑28-32份、丙烯酸丁酯6-8份、甲基丙烯酸甲酯8-10份、丙烯酸6-8份、有機硅3.69-4.92份、乙烯基類交聯單體1-2.2份、鏈轉移劑0.1-0.3份、引發劑1-4份、中和劑2-4份、去離子水100-120份。
4.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中酯化反應的溫度為180-220℃；步驟（2）中反應的條件為35-50℃，反應
5.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中混合溶液分兩次加入，第一次加入15-25wt%的混合溶液，滴加時間為25-30min；第二次加入剩余混合溶液，滴加時間為2-3h。
6.根據權利要求1-3任一項所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述不飽和植物油酸為脫水蓖麻油酸或亞麻油酸，其中不飽和植物油的碘值大于160?g/100g。
7.根據權利要求1-3任一項所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述有機硅為β-（3,4-環氧環己基）乙基三乙氧基硅烷或β-（3,4-環氧環己基）乙基三甲氧硅烷；所述乙烯基類交聯單體為N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥乙基丙烯酰胺或N-甲氧基丙烯酰胺。
8.根據權利要求1-3任一項所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述溶劑為二乙二醇單丁醚和丙二醇丁醚的組合，兩者的質量比為（1.1-1.5）：1；所述催化劑為氧化鋅和氫氧化鋰的組合，兩者的質量比為2：1；所述鏈轉移劑為十二烷基硫醇或3-巰基-1-丙醇。
9.根據權利要求1-3任一項所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲?；蜻^氧化二叔丁基；所述阻聚劑為對羥基苯甲醚、對苯二酚和4-甲氧基苯酚的一種或任意兩種組合，所述中和劑為三乙胺或N-N二甲基乙醇胺。
10.一種水性醇酸樹脂分散體，其特征在于：所述水性醇酸樹脂分散體采用權利要求1-9任一項所述方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中丙烯酸與醇酸酯的質量比為1：（17-22）；所述步驟（4）中丙烯酸酯與醇酸酯的質量比為1：（2.1-2.4），所述有機硅與醇酸酯的質量比為1：（8-12）；所述乙烯基類交聯單體與丙烯酸酯的質量比為1：（22-42）。
3.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述水性醇酸樹脂分散體的原料組份及重量份為：不飽和植物油酸22-30份、三羥甲基丙烷16-18份、催化劑0.05-0.3份、阻聚劑0.1-0.2份、溶劑28-32份、丙烯酸丁酯6-8份、甲基丙烯酸甲酯8-10份、丙烯酸6-8份、有機硅3.69-4.92份、乙烯基類交聯單體1-2.2份、鏈轉移劑0.1-0.3份、引發劑1-4份、中和劑2-4份、去離子水100-120份。
4.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中酯化反應的溫度為180-220℃；步驟（2）中反應的條件為35-50℃，反應1-2h。
5.根據權利要求1所述的水性醇酸樹脂分散體的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中混合溶液分兩次加入，第一次加入15-25wt%的混合溶液，滴加時間為2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張延強，李玉，袁東明，程佳男，呂世強，
申請(專利權)人：鄭州中科新興產業技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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