[发明专利]一种用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液，上述用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液为核壳结构，在乳胶粒的核层和壳层引入不同含量的羟基，其中核层的羟基活性高于壳层，同时使羟基大多数富集在壳层；壳层通过接枝反应引入有环氧树脂，同时在壳层还引入有交联单体，所述乳化剂接枝在聚合物分子上；采用以下方法所制备：(1)单体预乳化液的制备；(2)种子乳液的制备；(3)核壳结构乳液的制备；(4)过滤后即得到用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液。本发明提供的水性印铁涂料其固化速度、附着性、耐蒸煮、耐溶剂等较常规水性羟基丙烯酸乳液都有了极大的提高。

技术领域

本发明涉及一种改性羟基丙烯酸乳液，尤其涉及一种用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液，属于精细化学品及其制备方法领域。

背景技术

水性印铁涂料指应用在马口铁或铝材上的一类涂料的总称，又称印铁油墨。近年来随着食品工业及包装行业的发展，各种罐制品增长迅速，因此水性印铁涂料的环保性和高性能也越来越受到关注。目前最常用的水性印铁涂料其成膜物质都是由含羟基的树脂和氨基树脂通过高温烘烤固化形成，其中氨基树脂应用较为成熟，主要有氰特325和303等，而含羟基的树脂则多为溶剂型的聚酯多元醇和羟基丙烯酸树脂等，这些溶剂型树脂在生产和使用过程中会释放大量的挥发性有机化合物(VOC)，严重危害环境。

目前也有水性的羟基树脂得到应用，主要有水溶性聚酯多元醇、水溶性羟基丙烯酸树脂、水性羟基丙烯酸分散体和水性羟基丙烯酸乳液等。

109485834A公开了一种PCM印铁用水性树脂，但在树脂合成过程中仍用到了有机溶剂来降低粘度，虽然相对溶剂型树脂VOC含量有所降低，但其总的VOC含量仍然较高。

由于合成工艺的限制这些水溶性的树脂都含有一定量的助溶剂，因此对于环保要求较高的水性印铁涂料是不适用的。而水性羟基丙烯酸乳液由乳液聚合而来，不含有任何有机溶剂，具有优异的环保性，越来越受到重视，但是水性羟基丙烯酸乳液也有其不足之处，比如合成过程中使用乳化剂会导致固化后的漆膜附着性、耐溶剂性、耐蒸煮性变差，此外由于羟基的分布不均匀也会导致固化效率低。

CN 109929067 A公开了一种具有核壳结构的羟基丙烯酸乳液，通过控制核壳两层分子量的大小以及引入己内酯改性丙烯酸酯单体，提高了漆膜的耐性和光泽，但该方法没有针对具体的应用做研究，而且综合成本较高。

综上，现有技术报道的用于水性印铁涂料的水性羟基丙烯酸乳液，其综合性能并不尽人意，特别是在固化速度、耐溶剂性以及耐蒸煮性等方面较传统的水溶性树脂还存在很大差距，因此开发用于水性印铁涂料的高性能羟基丙烯酸乳液十分有意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液，用其配制而成的水性印铁涂料其固化速度、附着性、耐蒸煮、耐溶剂等较常规水性羟基丙烯酸乳液都有了极大的提高。

本发明实现上述目的技术方案如下：一种用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液，上述用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液为核壳结构，在乳胶粒的核层和壳层引入不同含量的羟基，其中核层的羟基活性高于壳层，同时使羟基大多数富集在壳层；壳层通过接枝反应引入有环氧树脂，同时在壳层还引入有交联单体，所述乳化剂接枝在聚合物分子上；

所述用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液为采用以下方法所制备：(1)单体预乳化液的制备：向乳化罐中依次加入8～12份去离子水、0.2～0.4份的复合乳化剂，搅拌至充分溶解，然后加入15～20份丙烯酸酯单体、3～5份功能性丙烯酸单体，高速搅拌后得到白色的单体预乳化液①；

向乳化罐中依次加入8～12份去离子水、0.2～0.4份的复合乳化剂，搅拌至充分溶解，然后加入15～20份丙烯酸酯单体、3～5份功能性丙烯酸单体、1～2份环氧树脂、1～2份交联单体，高速搅拌后得到白色的单体预乳化液②；