[发明专利]一种核壳结构羟基丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种核壳结构羟基丙烯酸树脂乳液及其制备方法，和以此树脂为成膜物的水性涂料。该羟基乳液的制备方法如下：首先，通过自由基聚合制备得到低分子量的丙烯酸树脂A的水溶液，然后以A的水溶液替代乳化剂进行乳液聚合制备得到羟基丙烯酸树脂乳液。树脂由外壳A与内核B两部分组成，其中A为低分子量丙烯酸树脂，B为丙烯酸树脂乳胶粒。所得到的羟基丙烯酸乳液与水性氨基树脂或水性聚氨酯固化剂配合使用制备的漆膜具有光泽度高、硬度高、耐化学品性好等特点，可用作制备高性能环保型防护漆的成膜物。

技术领域

本发明涉及一种核壳结构羟基丙烯酸树脂乳液，其适合在木器涂料、水性防腐蚀涂料等中作为羟基组分使用，属于工业防护涂料领域。

背景技术

丙烯酸树脂具有耐候性好、化学稳定性好、光泽度高等优点而被广泛用于涂料领域。羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯或氨基树脂配合使用被应用于双组分聚氨酯漆或氨基烤漆中，现有的木器及金属防护涂料中羟基丙烯酸树脂多为溶剂型树脂，含有超过50wt％以上的有机溶剂，这些溶剂不但对环境造成污染，而且会损害人体健康。随着全球范围内环保要求日趋严格，水性羟基丙烯酸树脂涂料产品得到广泛应用。

水性羟基丙烯酸树脂根据合成工艺的不同分为分散体型和乳液型。其中羟基丙烯酸树脂分散体是采用溶液聚合方法合成含亲水羧酸盐的羟基丙烯酸树脂，然后进行分散得到。其羟基含量较高，配制的涂膜具有优异耐化学品性，但生产工艺复杂，分子量低且大多含有较高有机溶剂，成本较高。

相比而言，乳液型羟基丙烯酸树脂采用乳液聚合工艺制备，生产工艺简单，成本较低，但往往含有常规小分子乳化剂或反应性乳化剂影响了所制备漆膜的最终性能。另外，在乳液聚合过程中，由于大分子自由基被封闭在彼此孤立的乳胶粒中，只有由水相扩散到乳胶粒中的初始自由基(或分子量极低的活性链)，才能与乳胶粒中原来的自由基链发生链终止反应，而不同乳胶粒中的自由基则没有彼此互相碰撞而发生链终止的可能。因此与其他自由基型聚合反应过程相比，由于封闭乳胶粒的隔离效应，乳液聚合反应链终止速率低，大分子自由基寿命长，可以有充分的时间进行链增长，乳液法制得的聚合物的分子量要比采用其他聚合方法大得多，较大的分子量使得乳液中的羟基在成膜过程中容易被包埋无法起到交联作用，这也影响了漆膜的最终性能。

CN200510134997.0中公开了具有核壳构型的乳液型含羟基丙烯酸树脂，采用成本较高的反应性乳化剂来减少常规小分子乳化剂对树脂漆膜的影响，但是其采用常规乳液聚合的方法进行制备，所得到的树脂分子量较大，不利于最终树脂的交联成膜。

CN201010118868.3公开了一种丙烯酸酯杂合乳液，其采用种子乳液聚合工艺制备了一种由表层富含羟基的聚合物组成的大粒子和表层富含羧酸盐的聚合物组成小粒子构成，其具有较高的羟基含量，但是所合成的丙烯酸酯杂合乳液由多种粒子构成，成本较高且树脂含有常规小分子乳化剂导致成膜耐性不足。

因此，需要开发高光泽、高硬度、高耐性以及低成本的新型羟基丙烯酸树脂乳液,以满足在木器涂料、水性防腐蚀涂料等中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种核壳结构羟基丙烯酸树脂乳液，乳液中的羟基丙烯酸树脂具有较低分子量的外壳结构，使得羟基不易被包埋，在成膜过程中更容易与固化剂交联反应，所制备的漆膜具有更高的交联密度。

本发明的另一个目的在于提供所述的核壳结构羟基丙烯酸树脂乳液的制备方法。

本发明的再一目的是提供使用该树脂乳液组合物在水性涂料中的用途，利用该树脂制备的水性涂料具有光泽度高、硬度高、耐化学品性好等特点。

为了实现以上发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种核壳结构羟基丙烯酸树脂乳液，所述羟基丙烯酸树脂包括外壳A与内核B：