丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液及其制备方法、水性涂料及涂膜制品技术

本发明专利技术涉及一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液及其制备方法、水性涂料及涂膜制品。该丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液按重量百分比计，其制备原料包括：35％～45％聚酯树脂、10％～18％丙烯酸单体、0.2％～0.5％引发剂、1％～3％中和剂、3％～9％稀释溶剂和40％～50％水；其中，聚酯树脂由多元酸和至少两种多元醇合成，所述两种多元醇中至少有一种多元醇含有支链，聚酯树脂的酸值为4mgKOH/g～6mgKOH/g，数均分子量为1500～3700。该丙烯酸酯改性聚酯树脂具有亲水链段和疏水链段的双重结构，且聚酯树脂链段中的酯基周围具有侧链，提供了较大的空间位阻，对酯基具有良好的保护作用，有效改善乳液的耐水解性能，从而使得该乳液具有优异的稳定性和相容性，将其应用于汽车的中涂，能够显著改善水性涂料的稳定性和相容性。

Acrylate modified polyester resin emulsion, preparation method, waterborne coating and coating product thereof

【技术实现步骤摘要】
丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液及其制备方法、水性涂料及涂膜制品
本专利技术涉及涂料
，特别是涉及一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液及其制备方法、水性涂料及涂膜制品。
技术介绍
酯化反应是一个可逆反应，在室温条件下，酯基会逐渐水解成酸与醇。由于水性涂料呈弱碱性，生成的羧酸与水性涂料中的胺类pH调节剂反应，更加促进了水解反应的进行。聚酯树脂分子链上含有大量酯键，在水分散体系中容易水解断开，导致水性聚酯树脂涂料的存储稳定性下降，涂料固化后涂层的耐水、耐光、耐老化和耐腐蚀等性能下降。而且聚酯树脂的水解导致聚酯树脂的分子量降低、涂料的pH值降低，从而导致树脂对颜填料的分散能力下降。聚酯树脂水性涂料出现存储性下降、涂料分层、浮水、颜料沉底甚至变质报废、堵塞涂料循环管道等不良现象。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种具有优异的储存稳定性和相容性的丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液。本专利技术的一个方面，提供了一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，按重量百分比计，其制备原料包括：35％～45％聚酯树脂、10％～18％丙烯酸单体、0.2％～0.5％引发剂、1％～3％中和剂、3％～9％稀释溶剂和40％～50％水；其中，所述聚酯树脂由多元酸和至少两种多元醇合成，所述两种多元醇中至少有一种多元醇含有支链，所述聚酯树脂的酸值为4mgKOH/g～6mgKOH/g，数均分子量为1500～3700。在其中一些实施例中，37％～42％，所述丙烯酸酯单体为10％～15％，所述引发剂为0.3％～0.4％，所述中和剂为1％～2％，所述稀释溶剂为4％～8％，所述水为42％～47％。在其中一些实施例中，所述多元醇选自新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇中的至少两种。在其中一些实施例中，所述多元酸包括饱和二元酸和不饱和二元酸；所述饱和二元酸选自辛二酸、壬二酸、1,4-环己烷二甲酸、1,4-丁二酸、1,6-己二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和邻苯二甲酸酐中的至少一种；所述不饱和二元酸选自富马酸和马来酸酐中的至少一种。在其中一些实施例中，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸磷酸酯和苯乙烯中的至少三种。在其中一些实施例中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二异丙苯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化叔丁基异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧-2-乙基己酸叔丁酯中的至少一种。在其中一些实施例中，所述中和剂选自氨水、三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、二甲基苯胺、二乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺中的至少一种。在其中一些实施例中，所述丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液的固体含量为35％～45％、酸值为25mgKOH/g～35mgKOH/g、pH值为7.0～9.0、粘度为10cp～1500cp。本专利技术的另一个方面，提供了一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：将多元酸与至少两种多元醇进行聚酯合成反应，制备聚酯树脂；其中，所述两种多元醇中至少有一种多元醇含有支链，所述聚酯树脂的酸值为4mgKOH/g～6mgKOH/g，数均分子量为1500～3700；将所述聚酯树脂用稀释剂稀释后，与丙烯酸酯单体在引发剂的作用下接枝反应1h～2.5h，加入中和剂中和反应0.5h～1h，加水进行乳化，制备丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液；其中，按重量百分比计，所述聚酯树脂为35％～45％，所述丙烯酸酯单体为10％～18％，所述引发剂为0.2％～0.5％，所述中和剂为1％～3％，所述稀释溶剂为3％～9％，所述水为40％～50％。在其中一些实施例中所述接枝反应的反应温度为120℃～140℃，所述中和反应的反应温度为70℃～90℃。本专利技术的另一个方面，提供了一种水性涂料，包括上述任一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液或上述任一种制备方法制得的丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液。在其中一些实施例中，所述水性涂料的pH值为8.3～8.7，粘度为1500mPa·s～2500mPa·s。本专利技术的另一个方面，提供了一种涂膜制品，含有上述任一种水性涂料形成的涂膜。本专利技术的技术方案带来的有益效果：1)、本专利技术的丙烯酸酯改性聚酯树脂具有亲水链段和疏水链段的双重结构，而且聚酯树脂链段中的酯基周围具有侧链，提供了较大的空间位阻，对酯基具有良好的保护作用，有效地改善了乳液的耐水解性能，从而使得上述乳液具有优异的稳定性和相容性。2)、本专利技术的丙烯酸酯改性聚酯乳液的制备方法，所用原材料价格低廉易得，合成工艺简单。其先通过结构设计合成带有侧基的聚酯树脂，然后使用丙烯酸酯进行接枝改性，将丙烯酸酯引入到聚酯树脂中，反应能够顺利进行，所得的丙烯酸酯改性聚酯树脂中的聚酯树脂链段为非水分散型从而聚集成核，亲水性聚丙烯酸酯链段包围在聚酯外围，从而中和后的丙烯酸酯改性聚酯乳液具有亲水链段和疏水链段的双重结构，能够提高乳液的稳定和相容性。3)、本专利技术将所述丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液应用于水性涂料中，使水性涂料具有良好的储存稳定性，储存条件简单，保质期长，涂料不易发生沉底、分层等不良现象。4)、本专利技术的丙烯酯酯改性聚酯树脂液及水性涂料的制备方法简单，条件易控，容易实现工业化大生产。5)、本专利技术的水性涂料适用于各种喷涂工艺，操作简单；成膜后的涂膜制品兼具以丙烯酸树脂为基体的涂料和以聚酯树脂为基体的涂料的优点。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本专利技术中，乳液、水分散体具有相同的含义，可以互换。本专利技术一实施方式提供了一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，按重量百分比计，其制备原料包括：35％～45％聚酯树脂、10％～18％丙烯酸单体、0.2％～0.5％引发剂、1％～3％中和剂、3％～9％稀释溶剂和40％～50％水。其中，聚酯树脂由含有支链的多元醇和多元酸合成，聚酯树脂的酸值为4mgKOH/g～6mgKOH/g，数均分子量为1500～3700。在其中一些实施例中，聚酯树脂为37本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，其特征在于，按重量百分比计，其制备原料包括：35％～45％聚酯树脂、10％～18％丙烯酸单体、0.2％～0.5％引发剂、1％～3％中和剂、3％～9％稀释溶剂和40％～50％水；/n其中，所述聚酯树脂由多元酸和至少两种多元醇合成，所述两种多元醇中至少有一种多元醇含有支链，所述聚酯树脂的酸值为4mgKOH/g～6mgKOH/g，数均分子量为1500～3700。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，其特征在于，按重量百分比计，其制备原料包括：35％～45％聚酯树脂、10％～18％丙烯酸单体、0.2％～0.5％引发剂、1％～3％中和剂、3％～9％稀释溶剂和40％～50％水；
其中，所述聚酯树脂由多元酸和至少两种多元醇合成，所述两种多元醇中至少有一种多元醇含有支链，所述聚酯树脂的酸值为4mgKOH/g～6mgKOH/g，数均分子量为1500～3700。


2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，其特征在于，所述聚酯树脂为37％～42％，所述丙烯酸酯单体为10％～15％，所述引发剂为0.3％～0.4％，所述中和剂为1％～2％，所述稀释溶剂为4％～8％，所述水为42％～47％。


3.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，其特征在于，所述多元醇选自新戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇中的至少两种。


4.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，其特征在于，所述多元酸包括饱和二元酸和不饱和二元酸；所述饱和二元酸选自辛二酸、壬二酸、1,4-环己烷二甲酸、1,4-丁二酸、1,6-己二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和邻苯二甲酸酐中的至少一种；所述不饱和二元酸选自富马酸和马来酸酐中的至少一种。


5.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，其特征在于，所述丙烯酸酯单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸磷酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸磷酸酯和苯乙烯中的至少三种。


6.根据权利要求1或2所述的丙烯酸酯改性聚酯树脂乳液，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异戊腈、过硫酸铵、...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建康，杨鹏飞，张杰，胡启明，黄鹂，董军胜，
申请(专利权)人：湖南湘江关西涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43