[发明专利]一种纳米改性水性丙烯酸树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米改性水性丙烯酸树脂及其制备方法，该水性丙烯酸树脂包括以下组分及其质量百分含量：聚合物溶液60‑80％；纳米分散液2‑8％；去离子水20‑30％；上述组分质量百分含量之和为100％。本发明采用纳米材料改性的方法制备水性丙烯酸树脂，组分中不含乳化剂，也不引入高含量的亲水基团。反相初始阶段为油包水状态，纳米材料由于具有亲水‑亲油作用，可以迅速进入油‑水的表面从而将水包覆呈小液滴。随着水的加入，水液滴增加直至形成连续水相，纳米材料将树脂包覆成小油滴，形成水包油状态的稳定乳液。另外，使用的纳米分散液可以自固化形成耐水性极佳的不溶物，在漆膜干燥后均匀分布于漆膜中，可以提高漆膜的耐水性、耐化学介质性及耐盐雾性。

技术领域

本发明属于水性涂料领域，具体涉及一种纳米改性水性丙烯酸树脂及其制备方法。

背景技术

通常水性丙烯酸树脂有两种合成方法，即乳液法和分散体法。乳液法是采用具有表面活性结构的乳化剂为稳定剂，乳化剂将树脂包覆、使树脂呈颗粒状分散于水中。丙烯酸酯乳液聚合采用的乳化剂含量一般为单体总量的1％-5％，制成漆膜时，乳化剂残留于漆膜中，引起耐水性和耐化学介质性的下降；分散体法是先在溶剂中进行乙烯基、丙烯酸酯单体的自由基聚合，配方中需要较高含量的亲水基团如羧基，磺酸基，酰胺基等，一般含量为单体总量的5％-10％，然后加入胺类物质中和，形成阴离子结构，最后加水分散形成水分散树脂。分散体法制备的水性丙烯酸树脂由于亲水基团含量高，制成自干漆后漆膜的耐水性和耐盐雾性较差。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种纳米改性水性丙烯酸树脂及其制备方法，不使用乳化剂，也不引入高含量的亲水基团，利用纳米材料特殊的水-油平衡作用而均匀分布于水-聚合物胶粒的界面，从而将聚合物均匀稳定的分散于水中，使用的纳米分散液是一种可以自固化的材料，漆膜干燥后固化形成不溶于水的沉积物，均匀分布于漆膜中，可以提高漆膜的耐水性、耐化学介质性及耐盐雾性。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种纳米改性水性丙烯酸树脂包括以下组分及其质量百分含量：

聚合物溶液 60-80％；

纳米分散液 2-8％；

去离子水 20-30％；

上述组分质量百分含量之和为100％；

其中，

聚合物溶液由以下质量百分含量的组分通过自由基聚合方式制得：

40-60％的溶剂、10-20％的乙烯基单体、20-35％的丙烯酸酯单体和0.5-1.1％的功能单体和1.2-2.2％的引发剂，上述组分质量百分含量之和为100％；

溶剂选自乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇和丙酮中的至少一种；

功能单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、双丙酮丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和丙烯酰吗啉中至少一种；

引发剂选自过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；

纳米分散液包括以下组分及其重量份数：

主元素前驱体选自氯化钠、氯化钙、氯化镁、四氯化钛、三氯化铝、氯化亚铁、氯化铜、氯化铍、氯化锶、氯化钡、氯化硼、氯化锗、氯化锡、氯化铅、氯化砷、氯化锶、氯化镍、氯化钒、氯化镓中的至少一种；

掺杂元素前驱体选自磷酸二氢钠、磷酸三钾、硝酸钾、硝酸钠、硫酸钠、硫酸钾中的至少一种；