自干型丙烯酸改性醇酸树脂水分散体及以它为基料的工业面漆制造技术

一种以丙烯酸改性醇酸树脂为“核”，以反应性非迁移表面活性剂为“壳”，酸值为５～２０ｍｇＫＯＨ／ｇ，固体份为４０～６０重量％，乳液粒径为０．２～２μｍ的“核－壳”结构自干型丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液以及以它为基料的水分散体工业面漆，所述的丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液具有相当好的储存稳定性和耐水解性能（其在储存过程中，酸值几乎不变）。以此乳液为基料，经与颜料、助剂配合，可制成高光泽、高装饰性的丙烯酸改性醇酸树脂水分散体面漆，其施工性能、自干性、漆膜机械强度、装饰性能均可以与溶剂型醇酸树脂面漆相媲美。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学工业领域中的涂料行业，具体地说，涉及水性涂 料制造中使用的一种基本原料，即一种自干型丙烯酸改性醇酸树脂水 分散体乳液的合成配方、制造方法以及以该乳液为基料的工业面漆。
技术介绍
醇酸树脂是发展最早，产量最大的合成树脂之一。醇酸树脂基本 上不依赖于石油产品，具有独一无二的价格优势；另外，醇酸树脂的 组分和性能可以在很大范围内调整，仅依靠不同的多元醇和多元酸就 能得到性能各异的树脂。也就是，醇与酸之间官能度之比的变化可控 制支化度，这些特点无疑使醇酸树脂能够应用于更多的领域。醇酸树脂由于其低分子量，显示出格外好的成膜能力，从而使最 终涂膜具有非常高的光泽度，而且由于其易于施工和与空气交联的特 性以及具有通用性而得到广泛应用。但它们的干燥和固化时间相当 慢，尤其在常温下更是如此；同时其成膜的硬度低、耐水性和耐候性 较差。针对此种情况，用丙烯酸改性的醇酸树脂已经受到颇多的注意。 丙烯酸树脂具有色浅、耐候、耐光、耐热、耐腐蚀性好、保色保光性 强、漆膜丰满等特点。采用丙烯酸类化合物对醇酸树脂进行改性，可 以使醇酸树脂具有优异的保光保色性、耐候性、耐久性和耐腐蚀性以 及快干、高硬度等优点，从而进一步拓宽醇酸树脂应用的领域，同时成本上升并不大。此外，随着国民环保意识的增强，限制voc (挥发性物质含量)排放量的法律法规日趋严格，以及石油能源的紧张，我国的涂料行业 也向着环保化和集约化方向发展，如提倡和鼓励开发高固体含量涂$4、水性涂料、粉末涂料和UV/EB固化涂料等。由于显而易见的原 因，例如可行性、成本和环境的可接受性，用水取代有机溶剂的技术， 即涂料的水性化技术具有特别的重要性。为此，将醇酸树脂水性化并 制备环保性水性工业涂料已经受到多方面的关注。醇酸树脂的水性化研究虽然比较早，但其性能和应用迟迟未能有 大的突破，主要原因是其储存稳定性能和耐水解性能没有解决。目前， 醇酸树脂水性化主要有以下几种途径l.使传统的醇酸树脂含过量的羧基，并用胺或氨将其中和成盐， 得到水稀释性的醇酸树脂；2.制备自乳化的醇酸树脂， 一种方法是制 备具有"核-壳"结构的丙烯酸改性醇酸树脂，将疏水的醇酸树脂部 分作为乳胶粒的核，亲水的丙烯酸共聚物部分作为壳，疏水的核被包 裹在亲水的壳中间，如中国专利和中国专利均采用该方法；另一种方法是醇酸树脂与具有反应 活性的表面活性剂反应，使表面活性剂接枝到醇酸树脂上面，使醇酸 树脂在水中能够乳化，它克服了因加入大量乳化剂而引起的硬度和疏 水性能的下降；3.通过外加乳化剂的方式将溶剂型醇酸树脂转相乳化 成醇酸树脂乳液分散体。通过对目前醇酸树脂水性化的途径进行对比发现，水稀释性的醇酸树脂存在着以下三个弊端第一，存在大量的有机溶剂；第二，所 使用的三乙基胺目前在涂料行业中被限制使用；第三，由于邻苯二甲 酸的邻位效应导致树脂不耐水解。自乳化的醇酸树脂有以下缺点乳 化效率低；有些树脂要用胺(或氨)等中和剂进行中和；得到的乳液 固含量低等。外加乳化剂的方式也存在着一些缺点，例如，由于使用 了较多量的乳化剂，存在漆膜耐水性差、成膜性及装饰性差等诸多弊 端。如何降低乳化剂用量而得到储存稳定的醇酸树脂乳液分散体是是 当前需要解决的关键点。
技术实现思路
为了克服现有水性醇酸涂料的缺点，本专利技术旨在提供一种丙烯酸 改性醇酸树脂水分散体乳液，该乳液以丙烯酸改性醇酸树脂为核，以 反应性非迁移表面活性剂为壳，借助于反应性非迁移表面活性剂的包 覆作用，使丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液具有相当好的储存稳定 性和耐水解性能(其在储存过程中，酸值几乎不变)。以此乳液为基 料，经与颜料、助剂配合，可制成高光泽、高装饰性的丙烯酸改性醇 酸树脂水分散体面漆，其施工性能、自干性、漆膜机械强度、装饰性 能均可以与溶剂型醇酸树脂面漆相媲美。因此，本专利技术的实施不仅具 有显著的经济效益，而且也具有巨大的社会效益。也就是说，本专利技术技术方案包括丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳 液及其制备方法和以此乳液为基料的面漆的制备两大内容。在具体实 施本专利技术时，包含如下过程首先制备丙烯酸预聚物；然后制备干性 油或半干性油醇酸树脂，先以干性油或半干性油与多元醇进行醇解反应，再加入丙烯酸预聚物和一元羧酸进行酯化，达到预定的酸值后， 降温，加入二元羧酸，继续升温酯化，达到酸值后，降温，添加助溶 剂和表面活性剂、去离子水和增稠剂进行水性化，即制得丙烯酸改性 醇酸树脂水分散体乳液。再以得到的丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳 液为基料制成自干型丙烯酸改性醇酸水分散体工业面漆。按照本专利技术，所述的丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液是一种自 干型丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液，具有"核一壳"结构，其特 征是，该乳液以丙烯酸改性醇酸树脂为"核"，以反应性非迁移表面活性剂为"壳"，它的酸值为5 20mgKOH/g，固体份为40 60重量 %，乳液粒径为0.2 2 u m。这种丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液 按重量百分率计的合成配方包括下列组分组分名称重量％干性油或半干性油10~20多元醇3~10一元羧酸1~5乙烯基类单体5~10丙烯酸类单体1~5二元酸或二元酸酐5~10反应性非迁移表面活性剂0.5~2增稠剂0.2~1溶剂2~10去离子水40~60氢氧化锂0.01~0.05引发剂0.1~1。配方中所述的干性油或半干性油选自蓖麻油、棉子油、梓油、葵花油、红花油、亚麻油、亚油、脱水蓖麻油、豆油、桐油、椰子油 中的一种或几种；所迷的多元醇选自新戊二醇、甘油、季戊四醇、 三羟甲基丙烷、二乙二醇、乙二醇中的一种或几种；所述的一元羧酸 选自苯甲酸、对叔丁基苯甲酸、月桂酸、辛酸、癸酸中的一种或几种；所述的乙烯基类单体选自苯乙烯、叔碳酸乙烯基酯中的一种或 几种；所述的丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一种或几种；所述的二元酸或二元酸酐选自间苯二甲酸、苯酐、四氢 苯酐、马来酸酐、癸二酸、己二酸中的一种或几种；所述的反应性非 迁移表面活性剂选自阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、 非离子型表面活性剂中的一种或几种；所述的增稠剂选自碱溶性丙 烯酸乳液类增稠剂、聚氨酯类缔合型增稠剂中的一种或几种；所述的 溶剂选自二甲苯、甲苯、2,2,4,-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丙 二醇丁醚、二丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、 汽油溶剂中的一种或几种；所述的引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧 化苯甲酰中的一种或几种。按照本专利技术，所述乳液的合成包括如下步骤1) 丙烯酸预聚物的合成按配方量投入反应溶剂，升温至回流， 将乙烯基类单体、丙烯酸类单体和弓I发剂混合，待引发剂完全溶解后，采用滴加方式加料，在回流状态下3 6h滴完，再保温维持l 2h，继 续滴加反应溶剂和引发剂的混合液，在回流状态下l-2h滴完，再保 温维持l 2h，得到丙烯酸预聚物；2) 丙烯酸改性醇酸树脂的合成将干性油或半干性油加入反应瓶中，搅拌升温，升温至150 19(TC时，依次加入多元醇和氢氧化锂， 继续升温至220 240'C，并保持在该温度下进行反应，至反应物与醇 的体积比为1:3的混合物保持透明时，为反应终点，降温至150~190°C，依次加入一元羧酸和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自干型丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液，具有“核－壳”结构，其特征是，该乳液以丙烯酸改性醇酸树脂为“核”，以反应性非迁移表面活性剂为“壳”，它的酸值为５～２０ｍｇＫＯＨ／ｇ，固体份为４０～６０重量％，乳液粒径为０．２～２μｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵其中，
申请(专利权)人：上海涂料有限公司技术中心，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]