專利名稱：一種改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面涂層領(lǐng)域，尤其涉及一種改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的溶劑型聚氨酯涂料憑借其出色的綜合性能，已廣泛地應(yīng)用于汽車、工業(yè)、重防腐等領(lǐng)域。近年來，隨著人們環(huán)保意識的不斷提高和環(huán)保法規(guī)對揮發(fā)性有機物質(zhì)(V0C/TV0C)及有害空氣污染物(HAPs)的限制日趨嚴格等因素，水性雙組分聚氨酯涂料已成為溶劑型體系的一類換代產(chǎn)品。自20世紀90年代初，Jacobs成功開發(fā)出一種能分散于水的多異氰酸酯固化劑，從而使雙組分水性聚氨酯涂料真正開始進入實際應(yīng)用研究階段。雙組分水性聚氨酯涂料是由含有異氰酸根的水性固化劑和含有羥基的水性樹脂組成，產(chǎn)品以水為分散介質(zhì)，生產(chǎn)和施工時不易燃燒，不污染環(huán)境，且理化性能可與溶劑型聚氨酯涂料相媲美。從長遠來看，水性聚氨酯涂料將逐步取代溶劑型聚氨酯涂料成為市場的主流產(chǎn)品。通常用于雙組份水性聚氨酯的羥基丙烯酸分散體可分為一級分散體(乳液型)及二級分散體型，一級分散體羥基丙烯酸酯乳液，其分子量較高，所以干燥速度較快，且通常不含溶劑，但相比二級分散體型，光澤較低、抗性較差。而目前報道的改性羥基丙烯酸酯乳液的綜合性能并不是很好，較二級分散體型羥基丙烯酸分散體還存在一定的差距，因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于更進一步的改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法，以提高表面涂層的光澤、抗性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種改性羥基丙烯酸酯乳液，其中，其包括以下組分
復合乳化劑O. 6 1. 8份；去離子水35 45份；丙烯酸酯單體36 60份；功能性丙烯酸單體O. 2 O. 5份；電解質(zhì)O. 08 O. 12份；引發(fā)劑O. 05 O. 2份；功能性丙烯酸單體5 10份；含氟丙烯酸酯單體2 5份；乙烯基硅氧烷I 3份與胺類中和劑O.1 2份。所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其中，所述的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯。所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其中，所述的功能性丙烯酸單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯。所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其中，所述的含氟丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或丙烯酸十二氟庚酯。所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其中，所述的乙烯基硅氧烷為乙烯基三甲氧基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三丙氧基硅氧烷。所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其中，所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐油酸酯或失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚。所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其中，所述的引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨；所述的電解質(zhì)為碳酸氫鈉；所述的胺類中和劑為氨水。一種改性羥基丙烯酸酯乳液的制備方法，其包括以下步驟
A、在反應(yīng)釜內(nèi)加入復合乳化劑O.3 I份、去離子水25 30份、丙烯酸酯單體6 10份、功能性丙烯酸單體O. 2 O. 5份與電解質(zhì)O. 08 O. 12份，并攪拌乳化15 30分鐘，乳化完畢后，加入引發(fā)劑O. 05 O.1份，再將所述反應(yīng)釜內(nèi)升溫至70°C 85°C充分反應(yīng)30 60分鐘，制得種子乳液；
B、再將所述復合乳化劑O.3 O. 8份、所述丙烯酸酯單體30 50份、所述功能性丙烯酸單體5 10份、含氟丙烯酸酯單體2 5份、乙烯基硅氧烷I 3份與去離子水10 15份，加入乳化缸攪拌乳化，待其乳化完畢后3小時 3. 5小時內(nèi)滴加至所述種子乳液中，同步滴加適量引發(fā)劑O. 01-0. 03，滴加完成后，在70°C 85°C下繼續(xù)保溫20 40分鐘后，再向上述溶液中補加引發(fā)劑O. 01-0. 03，保溫反應(yīng)20 40分鐘后，降溫至50 60°C，加入胺類中和劑O.1 2份中和，得到改性羥基丙烯酸酯乳液。所述的制備方法，其中，所述的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯；所述的功能性丙烯酸單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯；所述的含氟丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或丙烯酸十二氟庚酯；所述的乙烯基硅氧烷為乙烯基三甲氧基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三丙氧基硅氧烷。所述的制備方法，其中，所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐油酸酯或失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚。
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本發(fā)明提供的一種改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法，在乳液聚合的過程中引入可聚合的含氟丙烯酸酯單體，從而賦予了材料卓越的耐候性、抗化學藥品性、憎水增油性等，并考慮到含氟丙烯酸樹脂涂料表面能低，與基材附著力差的缺陷，在聚合后期引入了可聚合的乙烯基硅氧烷，從而改善了涂膜的附著性，采用的組分其成本較低，降低了其制造成本，本發(fā)明不含溶劑、氣味小、對環(huán)境污染小，具有高耐久性、耐候性、防腐蝕性、自潔性、耐酸耐堿性、強附著性、高裝飾性、漆膜豐滿度高等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明中改性羥基丙烯酸酯乳液制備方法的流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種改性羥基丙烯酸酯乳液，其主要包括以下組分
復合乳化劑O. 6 1. 8份；去離子水35 45份；丙烯酸酯單體36 60份；功能性丙烯酸單體O. 2 O. 5份；電解質(zhì)O. 08 O. 12份；引發(fā)劑O. 05 O. 2份；功能性丙烯酸單體5 10份；含氟丙烯酸酯單體2 5份；乙烯基硅氧烷I 3份與胺類中和劑O.1 2份。本發(fā)明的組分與水性氨基樹脂或水性異氰酸酯配合使用，VOC含量低，固體含量高，樹脂中由于氟硅的引入所形成的漆膜硬度、光澤、耐化學品性、耐酸耐堿、耐沾污、耐候性能優(yōu)異，施工時能采用烘烤或者常溫自干的方法，綜合性能優(yōu)異，可替代傳統(tǒng)的溶劑型雙組份聚氨酯自干涂料和溶劑型氨基烤漆。為了更進一步描述本發(fā)明中改性羥基丙烯酸酯乳液的組分，其具體如下
所述的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯；所述的功能性丙烯酸單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯；所述的含氟丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或丙烯酸十二氟庚酯；所述的乙烯基硅氧烷為乙烯基三甲氧基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三丙氧基硅氧烷；所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐油酸酯或失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚；所述的引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨；所述的電解質(zhì)為碳酸 氫鈉；所述的胺類中和劑為氨水。本發(fā)明采用的材料成本較低，并且均為環(huán)保型材料，降低了其制造成本，對環(huán)境友好，具有高耐久性、耐候性、防腐蝕性、自潔性、耐酸耐堿性、強附著性、高裝飾性、漆膜豐滿度高等優(yōu)點。本發(fā)明還提供了一種改性羥基丙烯酸酯乳液的制備方法，如圖1所示的，其包括以下步驟
步驟101 :在反應(yīng)釜內(nèi)加入復合乳化劑O. 3 I份、去離子水25 30份、丙烯酸酯單體6 10份、功能性丙烯酸單體O. 2 O. 5份與電解質(zhì)O. 08 O. 12份，并攪拌乳化15 30分鐘，乳化完畢后，加入引發(fā)劑O. 05 O.1份，再將所述反應(yīng)釜內(nèi)升溫至70°C 85°C充分反應(yīng)30 60分鐘，制得種子乳液；
步驟102 :再將所述復合乳化劑O. 3 O. 8份、所述丙烯酸酯單體30 50份、所述功能性丙烯酸單體5 10份、含氟丙烯酸酯單體2 5份、乙烯基硅氧烷I 3份與去離子水10 15份，加入乳化缸攪拌乳化，待其乳化完畢后3小時 3. 5小時內(nèi)滴加至所述種子乳液中，同步滴加適量引發(fā)劑O. 01-0. 03，滴加完成后，在70°C 85°C下繼續(xù)保溫20 40分鐘后，再向上述溶液中補加引發(fā)劑O. 01-0. 03，保溫反應(yīng)20 40分鐘后，降溫至50 60°C，加入胺類中和劑O.1 2份中和，得到改性羥基丙烯酸酯乳液。其更為具體的為，所述的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯；所述的功能性丙烯酸單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯；所述的含氟丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或丙烯酸十二氟庚酯；所述的乙烯基硅氧烷為乙稀基二甲氧基娃氧燒、乙稀基二乙氧基娃氧燒或乙稀基二丙氧基娃氧燒；所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐油酸酯或失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚。為了更詳盡的描述本發(fā)明的制備方法，以下列舉幾個實施例更進一步的說明。實施例1
在反應(yīng)釜內(nèi)，預(yù)先加入復合乳化劑O. 6份、去離子水28份、甲基丙烯酸甲酯6份、丙烯酸丁酯O. 8份、甲基丙烯酸O. 4份與電解質(zhì)O.1份；開動攪拌乳化15分鐘，乳化好后，加入引發(fā)劑O. 06份，將所述反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至80°C反應(yīng)30分鐘，獲得種子乳液。再將復合乳化劑O. 5份、甲基丙烯酸甲酯21份、丙烯酸丁酯13. 2份、甲基丙烯酸單體O. 6份、甲基丙烯酸羥乙酯6份、甲基丙烯酸六氟丁酯2份、乙烯基三乙氧基硅氧烷I份與去離子水16份加入到滴加乳化缸內(nèi)攪拌乳化，待其乳化后3小時 3. 5小時內(nèi)，將其滴加至所述反應(yīng)釜內(nèi)的所述種子乳液，同步的滴加引發(fā)劑溶液O. 03份，滴加完成后，在70°C 85°C下繼續(xù)保溫20 40分鐘，補加適量引發(fā)劑溶液O. 06份，保溫反應(yīng)20 40分鐘后，降溫至50°C 60°C，加入胺類中和劑氨水O. 15份中和，得到改性羥基丙烯酸酯乳液。實施例2
在反應(yīng)釜內(nèi)，預(yù)先加入復合乳化劑O. 6份、去離子水28份、甲基丙烯酸甲酯6份、丙烯酸丁酯O. 8份、甲基丙烯酸O. 4份與電解質(zhì)O.1份；開動攪拌乳化15分鐘，乳化好后，加入引發(fā)劑O. 06份，將所述反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至80°C反應(yīng)30分鐘，獲得種子乳液。再將復合乳化劑O. 5份、甲基丙烯酸甲酯20份、丙烯酸丁酯12. 2份、甲基丙烯酸單體O. 6份、甲基丙烯酸羥乙酯6份、甲基丙烯酸六氟丁酯4份、乙烯基三乙氧基硅氧烷I份與去離子水16份，加入到滴加乳化缸內(nèi)攪拌乳化，待其乳化后3小時 3. 5小時內(nèi)，將其滴加至所述反應(yīng)釜內(nèi)的所述種子乳液，同步滴加引發(fā)劑溶液O. 03份，滴加完成后，在70 85°C下繼續(xù)保溫20 40分鐘，補加適量引發(fā)劑溶液O. 06份，保溫反應(yīng)20 40分鐘后，降溫至50°C 60°C，加入胺類中和劑氨水O. 15份中和，得到改性羥基丙烯酸酯乳液。實施例3
在反應(yīng)釜內(nèi)，預(yù)先加入復合乳化劑O. 6份、去離子水28份、甲基丙烯酸甲酯6份、丙烯酸丁酯O. 8份、甲基丙烯酸O. 4份與電解質(zhì)O.1份，開動攪拌乳化15分鐘，乳化好后，加入引發(fā)劑O. 06份，將所述反應(yīng)釜內(nèi)溫度升至80°C反應(yīng)30分鐘，獲得種子乳液。再將復合乳化劑O. 5份、甲基丙烯酸甲酯19份、丙烯酸丁酯11. 2份、甲基丙烯酸單體O. 6份、甲基丙烯酸羥乙酯6份、甲基丙烯酸六氟丁酯6份、乙烯基三乙氧基硅氧烷I份與去離子水16份，加入到滴加乳化缸內(nèi)攪拌乳化，待其乳化后3小時 3. 5小時內(nèi)，將其滴加至所述反應(yīng)釜內(nèi)的所述種子乳液，同步滴加引發(fā)劑溶液O. 03份，滴加完成后，在70 85°C下繼續(xù)保溫20 40分鐘，補加適量引發(fā)劑溶液O. 06份，保溫反應(yīng)20 40分鐘后，降溫至50°C 60°C，加入胺類中和劑氨水O. 15份中和，得到改性羥基丙烯酸酯乳液。可以采用改性羥基丙烯酸酯乳液配方獲得高性能清漆或色漆，比如采用自乳化型聚異氰酸酯AQ-130 (日本聚氨酯NPU)作為固化劑，配比為NC0/0H=1. 5 (mol比)，用水分散稀釋到固含30%時加入羥基丙烯酸酯乳液中。其清漆具體的配方如下
權(quán)利要求
1.一種改性羥基丙烯酸酯乳液，其特征在于，其包括以下組分復合乳化劑O. 6 1. 8份；去離子水35 45份；丙烯酸酯單體36 60份；功能性丙烯酸單體O. 2 O. 5份；電解質(zhì)O. 08 O. 12份；引發(fā)劑O. 05 O. 2份；功能性丙烯酸單體5 10份；含氟丙烯酸酯單體2 5份；乙烯基硅氧烷I 3份與胺類中和劑O.1 2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的功能性丙烯酸單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的含氟丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或丙烯酸十二氟庚酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的乙烯基硅氧烷為乙烯基三甲氧基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷或乙烯基三丙氧基硅氧烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐油酸酯或失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性羥基丙烯酸酯乳液，其特征在于，所述的引發(fā)劑為過硫酸鈉、過硫酸鉀或過硫酸銨；所述的電解質(zhì)為碳酸氫鈉；所述的胺類中和劑為氨水。
8.一種改性羥基丙烯酸酯乳液的制備方法，其包括以下步驟A、在反應(yīng)釜內(nèi)加入復合乳化劑O.3 I份、去離子水25 30份、丙烯酸酯單體6 10份、功能性丙烯酸單體O. 2 O. 5份與電解質(zhì)O. 08 O. 12份，并攪拌乳化15 30分鐘，乳化完畢后，加入引發(fā)劑O. 05 O.1份，再將所述反應(yīng)釜內(nèi)升溫至70°C 85°C充分反應(yīng)30 60分鐘，制得種子乳液；B、再將所述復合乳化劑O.3 O. 8份、所述丙烯酸酯單體30 50份、所述功能性丙烯酸單體5 10份、含氟丙烯酸酯單體2 5份、乙烯基硅氧烷I 3份與去離子水10 15份，加入乳化缸攪拌乳化，待其乳化完畢后3小時 3. 5小時內(nèi)滴加至所述種子乳液中，同步滴加適量引發(fā)劑O. 01-0. 03，滴加完成后，在70°C 85°C下繼續(xù)保溫20 40分鐘后，再向上述溶液中補加引發(fā)劑O. 01-0. 03，保溫反應(yīng)20 40分鐘后，降溫至50 60°C，加入胺類中和劑O.1 2份中和，得到改性羥基丙烯酸酯乳液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述的丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯或苯乙烯；所述的功能性丙烯酸單體為甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯或甲基丙烯酸羥丁酯；所述的含氟丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯或丙烯酸十二氟庚酯；所述的乙稀基娃氧燒為乙稀基二甲氧基娃氧燒、乙稀基二乙氧基娃氧燒或乙稀基二丙氧基硅氧烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、硬脂酸三乙醇胺、油酸三乙醇胺、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐油酸酯或失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改性羥基丙烯酸酯乳液及其制備方法，其包括以下組分復合乳化劑0.6～1.8份；去離子水35～45份；丙烯酸酯單體36～50份；功能性丙烯酸單體0.2～0.5份；電解質(zhì)0.08～0.12份；引發(fā)劑0.05～0.2份；功能性丙烯酸單體5～10份；含氟丙烯酸酯單體2～5份；乙烯基硅氧烷1～3份與胺類中和劑0.1～2份；及其制備方法。在乳液聚合的過程中引入可聚合的含氟丙烯酸酯單體，在聚合后期引入了可聚合的乙烯基硅氧烷，使其具有高耐久性、耐候性、防腐蝕性、自潔性、耐酸耐堿性、強附著性、高裝飾性、漆膜豐滿度高等優(yōu)點。
文檔編號C08F220/22GK103059210SQ20131003536
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者趙志輝 申請人:廣東銀洋樹脂有限公司