[发明专利]一种气干型丙烯酸‑醇酸杂化乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种杂化乳液，尤其涉及一种气干型丙烯酸-醇酸杂化乳液及其制备方法。

背景技术

在涂料工业领域，目前的主要发展方向是开发环境友好型的低VOC水性涂料。这对响应国家的节能减排和建设资源节约型社会的环保理念和政策有着积极的推动意义。用于单组份气干型涂料的水性树脂主要以醇酸乳液和水溶性醇酸树脂为主，但醇酸乳液中含有大量的乳化剂，储存稳定性和耐水性较差；水溶性醇酸树脂在制备的过程中仍然会引入一定量的醇醚类等助溶剂，VOC含量仍然较高，而且这种类型的树脂干燥速度很慢，尤其是早期硬度低、耐水性也较差，很难满足相关应用领域的技术指标要求。为了解决传统水性醇酸树脂的缺陷，新型的水性丙烯酸改性醇酸树脂技术不断问世，如中国发明专利(授权公告号CN103554379B，授权公告日2015.07.01)、中国发明专利(公开号CN104987468A，公开日2015.10.21)、中国发明专利(公开号CN104829790A，公开日2015.08.12)和中国发明专利(公开号CN104341558A，公开日2015.02.11)等都公开了一种气干型水性丙烯酸改性醇酸树脂，采用接枝共聚技术将丙烯酸单体接枝到醇酸大分子链中，采用该方法制备的树脂干燥速度较快，各项机械性能都有了较大的提高。中国发明专利(公开号：1474838，公开日：2004.02.11)公开了一种采用预聚体酯化法制备的一种气干型水性丙烯酸改性醇酸树脂。该方法是：首先制备一种磺化醇酸树脂产物和一种丙烯酸酯化脂肪酸产物，然后在一定条件下将二者酯化缩合即制得水性丙烯酸改性醇酸树脂；中国发明专利(公开号：CN104629061A，公开日：2015.05.20)也公开了一种气干型水性丙烯酸改性醇酸树脂的方法，首先合成低分子量的端羧基丙烯酸预聚体，然后与合成的醇酸树脂预聚体在一定条件下酯化缩合即可制得水性丙烯酸改性醇酸树脂；中国专利(授权公告号CN102675653B，授权公告日2014.8.20)也公开了一种采用预聚体酯化法制备的一种水性丙烯酸改性醇酸树脂技术。以上公开的专利中记载的各种水性丙烯酸改性醇酸树脂都具有比传统水溶性醇酸树脂更好的干性、机械性能和耐水性，但其中仍然引入了大量的醇醚类助溶剂而导致树脂体系的VOC含量仍然较高。中国专利(授权公告号CN101735408A，授权公告日2011.12.21)公开了一种醇酸-有机硅丙烯酸复合水性树脂，该树脂VOC含量极低，初期干燥速度快，但因为引入了较多的乳化剂从而影响了其耐水性。

因此，如何提供一种VOC含量极低、干燥速度快、机械性能以及耐水性优良的气干型水性丙烯酸改性醇酸树脂成为本领域技术人员所面临的共同难题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种接近零VOC含量、具有优异的干燥特性和储存稳定性能、出色的机械性能和较强的耐水性的气干型丙烯酸-醇酸杂化乳液。

实现该发明的主要技术原理是：先合成分子量较低的气干型醇酸树脂水分散体，然后采用该水分散体将疏水性的丙烯酸混合单体充分预乳化，之后采用乳液聚合工艺进行丙烯酸和醇酸的接枝共聚合而形成的一种丙烯酸为核、醇酸为壳的硬核软壳胶质结构的杂化乳液，该乳液在水性催干剂作用下可进行室温吸氧自交联。由于整个合成过程中并未借助任何溶剂或者助溶剂进行稀释或者溶解，因此该杂化乳液具有极低的VOC含量。如图1所示的杂化乳液具有丙烯酸胶质1为核、醇酸分子链2为壳的结构，核壳之间通过化学共价键键合，壳层醇酸分子链2在水性催干剂作用下可进行室温吸氧自交联。

本发明采用的技术方案是：

一种气干型丙烯酸-醇酸杂化乳液，其特征在于：以质量百分比计，由以下组分制备而成：醇酸树脂水分散体30～40％、反应型乳化剂0.10～0.20％、乙烯基单体5～10％、丙烯酸类单体8～15％、有机硅功能单体0～3％、过硫酸盐引发剂0.10～0.30％、有机胺0.05～0.15％、去离子水35～45％；其中，所述醇酸树脂水分散体按其质量百分比计，由如下组分制备而成：三羟甲基丙烷1～6％、季戊四醇1～6％、三羟甲基丙烷烯二丙基醚1～3％、苯酐3～6％、亚麻油脂肪酸4～5％、脱水蓖麻油脂肪酸16～20％、偏苯三酸酐3～5％、三乙胺2～4％、去离子水55～65％；