[发明专利]一种生物基羟基聚丙烯酸酯分散体及其制备方法与应用

说明书

本发明属于涂料技术领域，公开了一种生物基羟基聚丙烯酸酯分散体及其制备方法与应用。该制备方法使用的原料组分包括丙烯酸类单体、丙烯酸酯类单体、含乙烯基的单体、生物基扩链剂；生物基扩链剂为含三个以上环氧基的植物油，且生物基扩链剂在140℃以上的温度下参与反应，制得生物基羟基聚丙烯酸酯分散体。该生物基羟基聚丙烯酸酯分散体，按照质量分数计，固体含量大于45％。将该生物基羟基聚丙烯酸酯分散体应用在双组份聚氨酯涂料中，提高涂料形成的漆膜的物理性能，例如耐化学品性能、耐水性提高。含有三个以上环氧基的植物油作为生物基扩链剂参与反应，可得到分子量大且为支化结构产物，即可促进网状结构产物的生成，提高漆膜的干速。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别涉及一种生物基羟基聚丙烯酸酯分散体及其制备方法与应用。

背景技术

涂料涂覆在物体表面，对物体可以起到保护、装饰或其他功能。现有木器涂料多为溶剂型涂料(也称为油性涂料)，含有超过50％的有机溶剂，这些溶剂在施工过程中会挥发到大气中污染环境，还损害人体健康，并且有机溶剂本身会带来安全隐患。因此，木器涂料的水性化是国际涂料发展的趋势。水性木器涂料包括单组分和双组分水性木器涂料。其中，单组分水性木器涂料的耐水性、耐化学品性及硬度等漆膜性能与油性涂料差距较大，严重限制了水性木器涂料的推广应用。双组分水性木器涂料的机械性能、耐水性和耐化学品性与油性涂料相当，克服了单组分水性木器涂料的缺点。

双组分水性聚氨酯涂料具有优异的涂膜性能，得到了广泛的研究和应用，它由水性聚合物多元醇和水性多异氰酸酯固化剂组成，分开包装，使用时按比例混合。水性聚合物多元醇包括水性聚丙烯酸酯多元醇、水性聚氨酯多元醇、水性聚酯多元醇和聚醚多元醇以及混合多元醇。其中，水性聚丙烯酸酯多元醇具有优异的保色、保光和耐候性，价格便宜，且分子量、玻璃化温度和羟基含量易于调节等优点，是目前双组分水性聚氨酯涂料中水性聚合物多元醇的首选。采用不同聚合工艺可制得乳液和分散体两种类型聚丙烯酸酯多元醇。乳液型聚丙烯酸酯多元醇生产工艺简单，成本低，但其存在羟基含量低，与水性多异氰酸酯固化剂混合制得的漆膜透明差、流平性差、耐化学品性差、硬度低等问题。相比之下，分散体型聚丙烯酸酯多元醇的羟基含量较高，与水性多异氰酸酯固化剂混合制得的漆膜透明度高、流平性好，且具有优异的耐水性及耐化学品性，因此，分散体型聚丙烯酸酯多元醇未来有更大的发展空间。

分散体型聚丙烯酸酯多元醇又称为羟基聚丙烯酸酯分散体，简称羟丙分散体。现有羟基聚丙烯酸酯分散体仍存在固含低、储存稳定性差、乳白色外观的观感不佳、耐水性、耐化学品性差等问题，且与水性多异氰酸酯固化剂混合后制得漆膜存在干速慢、硬度低等问题，造成以上问题的主要原因是羟基聚丙烯酸酯分散体的聚合物大分子为线型结构，且分子量小。采用常规合成工艺通过调整引发剂或链转移剂添加量等方法提高聚合物分子量时，羟基聚丙烯酸酯分散体预聚体的粘度会明显上升，不利于加水分散，严重时出现预聚体凝胶。

而且市场上大多使用石油基羟基聚丙烯酸酯分散体来制备双组分水性聚氨酯涂料，这不利于环保。

因此，亟需提供一种新的羟基聚丙烯酸酯分散体。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种生物基羟基聚丙烯酸酯分散体及其制备方法与应用，所述生物基羟基聚丙烯酸酯分散体应用于双组份聚氨酯涂料中，形成的漆膜具有良好的耐水性、耐化学品性能、硬度高，且干速快。