一種水性丙烯酸樹脂及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及涂料領域，具體涉及一種水性丙烯酸樹脂及其制備方法。
【背景技術】
[0002]水性丙烯酸樹脂包括丙烯酸樹脂乳液、丙烯酸樹脂水分散體(亦稱水可稀釋丙烯酸)及丙烯酸樹脂水溶液。丙烯酸樹脂乳液是由油性烯類單體經水乳化后在水性自由基引發劑引發下合成的；丙烯酸樹脂水分散體則是通過自由基溶液聚合或逐步溶液聚合等不同的工藝合成的。
[0003]水性丙烯酸樹脂在合成時，通常需要使用大量的不飽和羧酸作為單體，再加入有機胺或氨水中和成鹽以獲得水溶性，同時在樹脂側鏈上引入羥基、酰胺基或醚鍵等親水基團以增加樹脂的水溶性。
[0004]現有的水性丙烯酸樹脂在合成時，通常需要使用大量含有親水基團的溶劑，由于這些溶劑的成本較高，且含有一定的毒性，使得合成成本較高，得到的產物在使用時V0C(volatile organic compounds，揮發性有機化合物)含量大于50%，會污染環境。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種水性丙烯酸樹脂及其制備方法，能夠降低合成成本，且在使用時V0C含量較低，比較環保。
[0006]為達到以上目的，本發明采取的技術方案是:一種水性丙烯酸樹脂，按質量份計，所述水性丙烯酸樹脂由以下成分組成:助溶劑10?40份、小分子聚酯0?30份、甲基丙烯酸甲酯1?10份、苯乙烯5?30份、丙烯酸丁酯10?50份、丙烯酸2-羥丙酯2?30份、丙烯酸1?10份、引發劑1?10份、中和劑1?5份、水介質40?70份。
[0007]在上述技術方案的基礎上，按質量份計，所述水性丙烯酸樹脂由以下成分組成:助溶劑20?30份、小分子聚酯10?20份、甲基丙烯酸甲酯4?8份、苯乙烯15?25份、丙烯酸丁酯20?35份、丙烯酸2-羥丙酯12?20份、丙烯酸3?7份、引發劑5?9份、中和劑2?4份、水介質50?60份。
[0008]在上述技術方案的基礎上，所述助溶劑為丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚或丙二醇單乙醚。
[0009]在上述技術方案的基礎上，按質量份計，所述小分子聚酯由以下成分組成:5?20份1，1，1-三羥甲基丙烷、15?40份四氫苯酐、30?60份新癸酸縮水甘油酯、10?20份丙二醇單乙醚。
[0010]在上述技術方案的基礎上，引發劑為過氧化二特戊基、過氧化苯甲酸叔丁酯或過氧化二叔丁基。
[0011]在上述技術方案的基礎上，中和劑為三乙胺、氨水、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或三乙醇胺。
[0012]—種水性丙烯酸樹脂的制備方法，包括以下步驟:
[0013]S1、按質量份，將10?40份助溶劑和0?30份小分子聚酯加入反應釜，在溫度為118?122°C的條件下反應0.5?2h，得到底料；
[0014]S2、順次將1?10份甲基丙烯酸甲酯、5?30份苯乙烯、10?50份丙烯酸丁酯、2?30份丙烯酸2-羥丙酯、1?10份丙烯酸和1?10份引發劑加入高位槽并且混合均勻，得到混合單體；
[0015]S3、將混合單體均勻滴加至溫度為118?122°C的底料中，得到反應混合物，滴加總時間為3?4h;
[0016]S4、將反應混合物在溫度為118?122°C的條件下保溫1?3h，降溫至<50°C，加入1?5份中和劑混合均勻得到中和產物，并在lh內升溫至70?80°C，加入40?70份水介質混合均勻，過濾得到水性丙烯酸樹脂。
[0017]與現有技術相比，本發明的優點在于:
[0018](1)本發明的水性丙烯酸樹脂，與水性氨基樹脂按比例配成水性烤漆，噴板后140°C烘烤30min，冷卻后，無氣泡、脫落、變色、泛白等情況出現，具有較好的耐水性、耐有機溶劑、耐強酸、強堿性能。且彈性、牢固性等各項性能均較好，所制成涂料V0C含量小于10% (最優可以低至5%)，比較環保、還可以降低噴涂施工成本。
[0019](2)本發明的水性丙烯酸樹脂，反應單體為甲基丙烯酸甲酯1?10份、苯乙烯5?30份、丙烯酸丁酯10?50份、丙烯酸2-羥丙酯2?30份、丙烯酸1?10份，其中，甲基丙烯酸甲酯的含量較低，能夠降低生產成本。
[0020](3)本發明的水性丙烯酸樹脂，包括0?30份小分子聚酯，小分子聚酯由以下成分組成:5?20份1，1，1-三羥甲基丙烷、15?40份四氫苯酐、30?60份新癸酸縮水甘油酯、10?20份丙二醇單乙醚，本發明的合成采用的是溶劑法，在合成過程中，小分子聚酯能夠作為溶劑，其他反應物能夠在其中互溶并反應，增加反應活性，且本發明中的小分子聚酯比較環保，與現有技術中使用油性溶劑相比，能夠降低毒性，同時，小分子聚酯還能夠增加反應產物的色澤豐度。
【具體實施方式】
[0021]本發明實施例提供一種水性丙烯酸樹脂，按質量份計，水性丙烯酸樹脂由以下成分組成:助溶劑10?40份、小分子聚酯0?30份、甲基丙烯酸甲酯1?10份、苯乙烯5?30份、丙烯酸丁酯10?50份、丙烯酸2-羥丙酯2?30份、丙烯酸1?10份、引發劑1?10份、中和劑1?5份、水介質40?70份。
[0022]按質量份計，每100份小分子聚酯由以下成分組成:5?20份1，1，1_三羥甲基丙烷、15?40份四氫苯酐、30?60份新癸酸縮水甘油酯、10?20份丙二醇單乙醚。
[0023]助溶劑為丙二醇單甲醚、二丙二醇二甲醚或丙二醇單乙醚，引發劑為過氧化二特戊基、過氧化苯甲酸叔丁酯或過氧化二叔丁基，中和劑為三乙胺、氨水、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或三乙醇胺。
[0024]在實際生產中，水性丙烯酸樹脂的配方可以根據實際需要進行調配，本實施例中，按質量份計，水性丙烯酸樹脂可以由以下成分組成:助溶劑20?30份、小分子聚酯10?20份、甲基丙烯酸甲酯4?8份、苯乙烯15?25份、丙烯酸丁酯20?35份、丙烯酸2-羥丙酯12?20份、丙烯酸3?7份、引發劑5?9份、中和劑2?4份、水介質50?60份。
[0025]本發明還提供一種水性丙烯酸樹脂的制備方法，包括以下步驟:
[0026]S1、按質量份，將10?40份助溶劑和0?30份小分子聚酯加入反應釜，在溫度為118?122°C的條件下反應0.5?2h，得到底料。
[0027]S2、順次將1?10份甲基丙烯酸甲酯、5?30份苯乙烯、10?50份丙烯酸丁酯、2?30份丙烯酸2-羥丙酯、1?10份丙烯酸和1?10份引發劑加入高位槽并且混合均勻，得到混合單體。
[0028]S3、將混合單體均勻滴加至溫度為118?122°C的底料中，得到反應混合物，滴加總時間為3?4h。
[0029]S4、將反應混合物在溫度為118?122°C的條件下保溫1?3h，降溫至<50°C，加入1?5份中和劑混合均勻得到中和產物，并在lh內升溫至70?80°C，加入40?70份水介質混合均勻，過濾得到水性丙烯酸樹脂。
[0030]本實施例合成的水性丙烯酸樹脂，加熱至150°C后保持30?60min，自然降壓并冷卻后，無氣泡、脫落、變色、泛白等情況出現，具有較好的耐水性。且彈性、牢固性等各項性能均較好，V0A含量小于10 % (最優可以低至5 % )，比較環保。
[0031]下面，通過5個實施例對本發明進行