[发明专利]一种适用期长的快干型羟基丙烯酸树脂水分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用期长的快干型羟基丙烯酸树脂水分散体及其制备方法。该水分散体内部螯合有金属离子作为催化剂，在水相体系下催化剂组分被包裹在分散体憎水核层而不会接触到异氰酸酯组分，从而不会降低活化期；而在施工后期水分基本挥发完毕，分散体内部的憎水部分与异氰酸酯组分接触并融合，金属催化剂开始催化羟基和异氰酸酯的反应促进涂膜的固化，从而兼具备有适用期长和干速快的特点。该水分散体用于水性双组份聚氨酯涂料时，涂膜具有优异的光泽和丰满度，漆膜硬度高，柔韧性佳，耐水性和耐溶剂性优异，能广泛用于木器家具，大型运输工具的涂饰，工业涂装以及汽车修补。

技术领域

本发明涉及一种适用期长的快干型羟基丙烯酸树脂水分散体，尤其涉及其制备方法与组成物。

背景技术

由于环保法规的日趋严厉，溶剂型涂料由于造成严重的环境和健康问题而使用受到限制，发展环境友好的水性涂料是当前涂料行业发展的趋势。水性丙烯酸涂料具有防腐、耐水、成膜性好、耐候、保色性佳、污染少等特点，已被广泛应用于木器、金属、建筑内外墙、塑料和玻璃等领域的涂饰。特别是含羟基的水性丙烯酸酯分散体与水性多异氰酸酯组成的水性双组分聚氨酯涂料，由于其可常温固化，VOC较低，高光泽，耐水性、耐溶剂性和耐候性好，综合性能接近或达到溶剂型双组分聚氨酯涂料，因此受到国内外的广泛关注，研究开发也较为活跃。

在溶剂型双组份聚氨酯体系中，通常加入一些金属类的催化剂，如有机锡、有机铋、有机锆类化合物，可以明显提高干燥速度，同时适用期仍能满足施工使用要求。但是在水性聚氨酯体系中，这类金属催化剂也会催化水和异氰酸酯、羧基和异氰酸酯等副反应，会导致适用期的显著降低，施工时会产生大量气泡，凝胶时间短，降低了施工宽容度，极大地限制了催化剂在水性聚氨酯体系中的应用。

欧洲专利EP0356979，以丙烯酸、甲基丙烯羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等作为单体，进行溶液聚合，待反应完全，使用胺中和后，分散于水中，形成含羟基的丙烯酸酯二级分散体，使用该分散体与亲水性的多异氰酸酯混合后，交联固化，形成的漆膜光泽与机械性能都较好，。

中国专利CN200810164126.7，使用叔碳酸缩水甘油酯和溶剂做为底料，通过单体一步滴加的溶液聚合法制得羟基丙烯酸树脂，馏出溶剂，使用胺中和成盐后，加入去离子水得到含羟基的丙烯酸酯二级分散体。制得的羟基丙烯酸分散体分子量适中，分子量分布较窄，有利于形成均匀一致的涂膜，减少了小分子物质对涂膜的增塑作用，提高了涂膜的综合性能。

中国专利CN201010275369.5，采用分步自由基聚合溶液聚合法制备，通过采用特定类型的引发剂，辅以链转移剂，以较高聚合温度反应。制备的水分散树脂具有核壳结构，包括不含羧基的亲水性弱的核层和富含羧基亲水性强的壳层。所得羟基丙烯酸水分散体具有溶剂含量低、酸值低、固含高、粘度低的特点，用于双组份水性聚氨酯涂料具有优良的涂膜性能。

但是以上专利均没有解决羟基丙烯酸树脂水分散体用水性多异氰酸酯固化剂固化时干燥速度与适用期的难以兼顾的问题，现有的羟基丙烯酸水分散体做水性双组份聚氨酯涂料时不加催化剂难以满足施工要求的干燥速度，但如果额外加入金属催化剂，会明显降低适用期，并会造成一些漆膜弊病。

发明内容

针对上面所述的羟基丙烯酸树脂水分散体与水性多异氰酸酯固化剂固化时干燥速度与适用期的难以兼顾的问题，本发明旨在提供一种适用期长的快干型羟基丙烯酸树脂水分散体的方法。

本发明采用以下方法：

一种适用期长的快干型羟基丙烯酸树脂水分散体，其组成(重量份，％)为：溶剂或活性稀释剂：2-12；核层：20-50；壳层：2-20；链转移剂：0-2；金属盐或羟基化合物：0.01-1；中和剂：0.3-3；去离子水：40-70。

进一步而言，水分散树脂微粒具有核壳结构，核层为螯合金属离子的憎水组分，壳层富含亲水基团，与水性多异氰酸酯固化剂做水性双组份聚氨酯涂料时固化时适用期长且干速快，同时漆膜具有优异的综合性能。