[发明专利]一种低溶剂、室温快干型羟基丙烯酸分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低容剂、室温快干型羟基丙烯酸分散体及其制备方法。该羟基丙烯酸分散体以α‑甲基苯乙烯线性二聚体作打底剂，并通过分步自由基聚合获得低分子量羟基丙烯酸树脂，并中和水分散获得低溶剂羟基丙烯酸分散体。该分散体有机溶剂含量低，占分散体总重量的5％以下。该分散体可与水性异氰酸酯固化剂配合使用获得室温快干、高光泽、高硬度面漆。

技术领域

本发明涉及一种低溶剂含量的羟基丙烯酸分散体及其制备方法并在水性涂料方面的应用。

背景技术

水性涂料能够很大程度上避免由溶剂型涂料造成的严重的环境污染问题，同时在目前的环保政策导向下，水性涂料，特别是低溶剂型水性涂料是当前涂料行业发展的必然趋势。双组份水性羟基丙烯酸分散体具有光泽高、耐候性好、保色保光等一些优异性能而被广泛应用于木器、金属等工业漆应用领域。目前，双组份水性羟基丙烯酸分散体产品主要通过自由基溶液聚合法获得，该方法中为了保证反应过程中的移热问题以及反应单体的充分搅拌性，通常需要加入一定量的有机溶剂，此外，有机溶剂的存在能有有效调节预聚体树脂的粘度，有利于加水分散获得稳定的分散体产品，同时对漆膜的外观、流平性等性能具有一定的帮助。所以，有机溶剂在双组份水性羟基丙烯酸分散体中又是不可避免的，但从环境、人类健康方面考虑，尽量降低双组份水性羟基丙烯酸分散体中的有机溶剂的含量同时赋予该分散体较高的性能是我们研发工作的难点及方向。

目前，通常采用添加活性稀释单体的方式来获得羟基丙烯酸分散体产品，如中国发明专利CN1837251B中公开采用一种或多种活性稀释剂的羟基官能聚碳酸酯多元醇作为打底溶剂来获得低溶剂羟基丙烯酸分散体产品，中国发明专利CN100537625C中公开采用脂肪族羧酸的缩水甘油酯与脂族、芳脂族或芳族羧酸的反应产物作为活性稀释剂进行打底来降低溶剂使用量获得低溶剂产物，中国发明专利CN100564409C中公开采用含内酯基团的化合物与小分子多元醇的反应产物作为活性稀释剂来获得低溶剂羟基丙烯酸分散体产品。该方法中采用的活性稀释单体要求粘度较低，通常为一些小分子单体或聚合物，在产品中通常会导致产品最终硬度下降，无法满足一些应用领域的性能要求。

发明内容

本发明采用一种可聚合物质α-甲基苯乙烯线性二聚体作为打底溶剂使用，并利用自由基聚合反应实现一种低溶剂、室温快干型羟基丙烯酸分散体及其制备方法。α-甲基苯乙烯线性二聚体作为一种分子量调节剂，常被应用在自由基反应过程中调节分子量的大小及其分布，如中国发明专利CN 106009454中公开采用甲基苯乙烯线性二聚体作为链转移剂(0.5％-2％)使用制备高固低黏羟基丙烯酸树脂，中国发明专利CN 104672366中同样公开采用甲基苯乙烯线性二聚体作为链转移剂(0.2％-2％)使用制备高固低黏羟基丙烯酸树脂。本发明中采用α-甲基苯乙烯线性二聚体与有机溶剂一起作为打底溶剂使用，改善低溶剂含量带来的移热问题，同时用α-甲基苯乙烯线性二聚体的加入能有效降低树脂的分子量及其分布，有效改善低溶剂含量下的预聚体粘度大的问题，可用来制备高Tg水性羟基丙烯酸分散体产品，此外，用α-甲基苯乙烯线性二聚体能够参与反应于丙烯酸树脂分子链段中，不对VOC作出贡献，从而实现一种低溶剂、室温快干型羟基丙烯酸分散体的制备。本发明提供了一种制备低溶剂、室温快干型羟基丙烯酸分散体的方法，该方法利用α-甲基苯乙烯线性二聚体与有机溶剂一同作为打底溶剂使用，并通过分步自由基聚合，中和水分散实现低溶剂、室温快干型羟基丙烯酸分散体的制备，该羟基丙烯酸分散体有机溶剂含量低，占分散体总重量的0.5％-5％，树脂的玻璃化转变温度相对较高，其与水性异氰酸酯固化剂配合使用时可获得室温快干型、高硬度、高光泽面漆，此外，可与氨基树脂配合使用获得高性能烤漆。

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种低溶剂、室温快干型羟基丙烯酸分散体的制备方法，包含以下步骤：

在作为打底溶剂的α-甲基苯乙烯线性二聚体和有机溶剂的存在下，通过自由基聚合将以下原料聚合而合成疏水结构共聚物(W1)：

在醇部分中具有C1-C22烃基的(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基芳族化合物和/或乙烯基酯：20wt％-80wt％，优选45～70wt％，