本發明涉及一種水性樹脂乳液的制備方法，具體涉及一種以不飽和聚酯樹脂為原料制備水性樹脂乳液的方法。
背景技術：
1、不飽和聚酯樹脂具有高硬度、高豐滿度，耐候性、耐水性、耐油性好，光澤度高，電氣絕緣性優，質輕以及價格低廉等優點，是重要的涂料用成膜樹脂之一。目前涂料領域朝著樹脂水性化方向發展，以有效降低有機溶劑帶來的voc的排放。環境友好型涂料已成為產品的發展趨勢，其中水性涂料占有相當大比例。
2、然而，采用通用型不飽和聚酯樹脂制備涂料時存在有機溶劑揮發污染環境等缺點。普通不飽和聚酯樹脂涂料已無法適應社會發展的需求。若能發明技術，消除普通不飽和聚酯樹脂用于涂料過程中的有機物揮發，就能夠降低voc排放，得到更加環保的產品。
技術實現思路
1、因此，本發明要解決的技術問題在于，提供一種以不飽和聚酯樹脂為原料制備水性樹脂乳液的方法。
2、本發明提供的技術方案之一的實施例如下：
3、一種水性樹脂乳液制備方法，包括以下步驟：
4、a)溶液制備：將不飽和聚酯樹脂、苯乙烯按一定比例混合，制成油相溶液；將乳化劑和乳液穩定劑按一定比例溶解于水中，制成水相溶液；
5、需要說明的是，在本實施例的描述中，對方法步驟的連續標號是為了方便審查和理解，結合本實施例的整體技術方案以及各個步驟之間的邏輯關系，調整部分步驟之間的實施順序并不會影響本實施例技術方案所達到的技術效果，例如油相溶液、水相溶液制備的先后順序等。
6、b)預乳液制備：將步驟a)得到的油相溶液與含乳化劑的水相溶液混合后攪拌，獲得穩定的預乳液；
7、較佳地，所述油相溶液和水相溶液的攪拌轉速為10000～20000r/min，更佳的，該攪拌轉速為15000～18000r/min，例如：該攪拌轉速可以是15000、16000、17000、18000r/min，或者上述任意兩者之間的點值。
8、c)聚合反應：將步驟b)得到的預乳液在60～95℃下反應，使乳液中的不飽和聚酯樹脂和苯乙烯聚合，得到樹脂乳液。
9、較佳地，所述聚合反應的攪拌轉速為250～650r/min；更佳的，所述聚合反應的聚合溫度優選為75～90℃、攪拌轉速優選為300～450r/min，且該聚合反應選擇在氮氣的保護下進行；例如：該聚合溫度可以是75、80、85、90℃，或者上述任意兩者之間的點值；該攪拌轉速可以是300、350、400、450r/min，或者上述任意兩者之間的點值。
10、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，所述油相溶液與水相溶液的質量比為(3:7)～(6:4)；
11、需要說明的是，油相溶液與水相溶液的配比范圍說明制備出乳液中樹脂的含量(固含量)，例如：當該質量比為3:7，其相當于乳液中含有30％的樹脂，又如：當該質量比為6:4，其相當于乳液中含有60％的樹脂。
12、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，所述苯乙烯的用量為不飽和聚酯樹脂質量的0.2～3.0倍，例如：苯乙烯的用量可以是不飽和聚酯樹脂質量的1/5、1/4、1/3、1/2、1、1.2、1.5、1.8、2.0、3.0倍，或者上述任意兩者之間的點值；需要說明的是，在本發明中，苯乙烯的添加量既可以比不飽和聚酯樹脂少，也可以更多，其結果反映到乳液中樹脂的結構與性能；例如，若苯乙烯的用量較高，不飽和聚酯樹脂的用量可以相應減少，由此，樹脂結構中的極性基團也就少，不同的用途需要不同的樹脂結構基團，從而獲得適應性更加廣泛的水性樹脂乳液。
13、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，步驟a)所述的不飽和聚酯樹脂是雙環型不飽和聚酯樹脂、鄰苯型不飽和聚酯樹脂或對苯型不飽和聚酯樹脂；和/或
14、所述乳化劑選自陰離子乳化劑、陽離子乳化劑、非離子乳化劑、兩性乳化劑中的一種、或者復配乳化劑。
15、進一步地，乳化劑優選可溶于水的陰離子乳化劑，非離子乳化劑以及復配乳化劑，其制備得到的水性樹脂乳液的效果較佳。如十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、烯丙氧基聚氧乙烯醚、烯丙基聚氧乙烯醚硫酸銨、脂肪醇聚乙二醇醚，以及它們復配的乳化劑。
16、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，所述乳化劑的用量為油相溶液質量的0.5％～15％，較佳地，所述乳化劑的用量優選為油相溶液質量的3％～10％，該乳化劑的用量可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％，或者上述任意兩者之間的點值；需要說明的是，若乳化劑的用量偏少，乳液儲存穩定性會變差，乳液容易破乳分層；乳化劑的用量太多，會增加乳液的生產成本。
17、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，所述乳液穩定劑為聚乙烯醇，聚乙烯醇的用量為油相溶液質量的0.01％～2.5％，該乳液穩定劑的用量可以是0.01％、0.5％、1.0％、1.5％、2.5％，或者上述任意兩者之間的點值。
18、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，所述乳液穩定劑在使用時可以將聚乙烯醇先制成水溶液。
19、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，步驟a)中所使用的水優選為蒸餾水或去離子水。
20、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，在所述步驟a)溶液制備中，加入油性引發劑與不飽和聚酯樹脂、苯乙烯按一定比例混合，制成油相溶液；
21、所述油溶性引發劑的用量為不飽和聚酯樹脂和苯乙烯質量之和的0.05％～1.5％，該用量可以是不飽和聚酯樹脂和苯乙烯質量之和的0.05％、0.1％、0.5％、1.0％、1.5％，或者上述任意兩者之間的點值。
22、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，步驟a)所述油相溶液制備，不飽和聚酯樹脂、苯乙烯和油性引發劑在常溫下攪拌混合，或者在室溫～45℃下攪拌混合。
23、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，所述油溶性引發劑選自偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異戊腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二乙酰、過氧化二異丙苯、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過氧化叔丁基異丙苯、過氧化苯甲酸叔丁酯和過氧-2-乙基己酸叔丁酯中的至少一種。
24、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，在所述步驟c)聚合反應中，待預乳液在60～95℃，攪拌轉速250～650r/min的情況下，反應0.5～3.0h后，再加入水性引發劑，繼續反應0.5～2.0h；
25、需要說明的是，該聚合反應是放熱反應，反應一段時間再添加引發劑繼續反應，可以使反應不那么劇烈，而若反應過于劇烈，短時間內釋放出大量熱量，會破壞乳液結構，使乳液破乳分層或溶液出現凝結等問題。
26、所述水性引發劑的用量為油相溶液質量的0.1％～1.8％，該水性引發劑的用量可以是油相溶液質量的0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、1.0％、1.5％、1.8％，或者上述任意兩者之間的點值。
27、根據本發明一實施例提供的水性樹脂乳液制備方法，所述水溶性引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨或水溶性偶氮引發劑。
28、較佳地，步驟c)所述水性引發劑先溶解于適量的水中，制成溶液，再采用滴加的方式加入預乳液中。
29、本發明提供的技術方案之二的實施例如下：
30、一種采用如上實施例所述的制備方法制得的水性樹脂乳液。
31、本發明的有益技術效果：
32、本發明提供的技術方案，以不飽和聚酯樹脂為原料，將其制備為水性樹脂乳液，可以應用于水性涂料等領域；而水性涂料與溶劑型涂料相比，水性涂料具有環保、健康、節約能源、節約成本、防火安全等優點，是涂料未來的發展趨勢。
33、不飽和聚酯樹脂產品中通常含有20％～30％的苯乙烯單體，這些苯乙烯單體在不飽和聚酯樹脂使用過程中容易揮發，污染環境。采用本發明技術制備出的樹脂乳液，不飽和聚酯樹脂產品中所含的苯乙烯單體以及后來添加的苯乙烯單體，在乳液制備過程中經過聚合反應步驟，聚合成樹脂(苯乙烯可以與不飽和聚酯樹脂，也可以自身聚合)，制備出的樹脂乳液不含苯乙烯單體及其它揮發性有機溶劑，因而樹脂乳液在使用過程中不會釋放出大量voc，是一種環保產品。
34、本發明技術以不飽和聚酯樹脂為原料制備樹脂乳液，而不飽和聚酯樹脂價格低廉，因此，以不飽和聚酯樹脂為原料制備水性樹脂乳液具有明顯的成本優勢。