本发明涉及一种水性丙烯酸树脂，具体涉及一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂及其制备方法，属于涂料技术领域。
背景技术：
涂料是用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。涂料一般包含四种基本成分：成膜物质、颜料、溶剂和添加剂。涂料作为一类现代多功能性的工程材料，用途十分广泛。目前，我国涂料行业正朝着环保性、经济性、高性能三大方向发展，大力发展的是低含量溶剂、水性化及无溶剂化、粉末、紫外光固化涂料。近年来，我国涂料行业一直致力于开发低污染、高固体分或无溶剂涂料、水性涂料等。
在涂料涂装行业中，卷材涂料通常要求提供良好的机械性能，如柔韧性、硬度等，才能满足各种加工要求及耐碰撞和划伤。现有的卷材涂料主要为丙烯酸树脂涂料，其加工成型性较差，主要原因在于丙烯酸树脂涂料中的水性丙烯酸树脂固体分含量较低。目前，合成高固体分低黏度的水性丙烯酸树脂较为成熟的方法是引入叔碳酸缩水甘油酯对丙烯酸树脂进行改性，这种方法虽能得到施工固体分较高的水性丙烯酸树脂，但庞大而疏水的叔碳酸支链结构会对树脂涂膜的韧性造成影响并且价格较贵。
技术实现要素：
针对上述需求，本发明提供了一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂及其制备方法，该水性丙烯酸树脂制备简单、生产成本低，具有高固体分、高韧性的优异性能，能够显著提高卷材涂料漆膜的柔韧性和硬度。
本发明是一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂及其制备方法，所述的水性丙烯酸树脂由下列原料制备而成：丁基缩水甘油醚、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、催化剂、链转移剂、引发剂、中和剂、丙酮溶剂，所述的制备方法包括如下步骤：a）制取混合单体，b）滴加反应制取半成品，c）中和分散处理制取成品。
在本发明一较佳实施例中，所述的水性丙烯酸树脂按重量百分比计选用的原料配方为：21～22%丁基缩水甘油醚，7～8%甲基丙烯酸甲酯，7～8%苯乙烯，2.5～3.0%甲基丙烯酸丁酯，10～11%丙烯酸丁酯，15～16%丙烯酸，7～8%丙烯酸羟丙酯，0.8～1.0%催化剂，1.0～1.5%链转移剂，1.7～2.0%引发剂，5.0～5.5%中和剂，14～22%丙酮溶剂。
在本发明一较佳实施例中，所述的催化剂和链转移剂分别为四丁基溴化铵和巯基乙醇。
在本发明一较佳实施例中，所述的引发剂和中和剂分别为过氧化苯甲酰和N,N-二甲基乙醇胺。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤 a）中，制取混合单体是将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、链转移剂和引发剂混合均匀，得到混合单体。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤 b）中，滴加反应制取半成品包括如下步骤：1）将丁基缩水甘油醚、丙酮溶剂和催化剂放入反应釜中混合，加热至65℃；2）滴加混合单体2h，滴加完毕保温3 h。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤 c）中，中和分散处理制取成品包括如下步骤：1）将步骤b）中反应釜降温至55℃，加入中和剂低速搅拌1h；2）加入适量去离子水，用超声波振动棒超声分散处理30min。
本发明揭示了一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂及其制备方法，该水性丙烯酸树脂制备简单、生产成本低，具有高固体分、高韧性的优异性能，能够显著提高卷材涂料漆膜的柔韧性和硬度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例卷材涂料用水性丙烯酸树脂制备方法的工序步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1是本发明实施例卷材涂料用水性丙烯酸树脂制备方法的工序步骤图；该水性丙烯酸树脂由下列原料制备而成：丁基缩水甘油醚、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、催化剂、链转移剂、引发剂、中和剂、丙酮溶剂，所述的制备方法包括如下步骤：a）制取混合单体，b）滴加反应制取半成品，c）中和分散处理制取成品。
本发明提及的卷材涂料用水性丙烯酸树脂采用丁基缩水甘油醚对丙烯酸树脂进行改性，获得了高固体分、高韧性的优异性能；用其制成的卷材涂料，所得涂膜具有良好的柔韧性和硬度，具有很高的实用价值。其中，丁基缩水甘油醚的环氧基团具有很强的反应性，其与丙烯酸的羧基在催化剂的作用下反应几乎是定量的，因此将丁基缩水甘油醚引入到聚合物中，使丙烯酸树脂在相同的分子量的情况下具有很多的正丁基支链，这些支链结构能减小聚合物之间的相互作用，使丙烯酸链段伸展，在加水分散时彼此不容易缠绕，故能得到高固含量的水性丙烯酸树脂。同时，催化剂四丁基溴化铵的加入能明显地提高丁基缩水甘油醚的接枝率，而接枝的正丁基支链能够增加涂膜的柔韧性。
实施例1
具体制备方法如下：
a）制取混合单体，具体制备过程为：首先按重量百分比计称取21%的丁基缩水甘油醚，7%的甲基丙烯酸甲酯，7%的苯乙烯，2.5%的甲基丙烯酸丁酯，10%的丙烯酸丁酯，15%的丙烯酸，7%的丙烯酸羟丙酯，0.8%的四丁基溴化铵催化剂，1%的巯基乙醇链转移剂，1.7%的过氧化苯甲酰引发剂，5%的N,N-二甲基乙醇胺中和剂，22%的丙酮溶剂；然后将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、链转移剂和引发剂放入搅拌容器中混合均匀，得到混合单体。
b）滴加反应制取半成品，具体制备过程为：首先将步骤a）称取的丁基缩水甘油醚、丙酮溶剂和四丁基溴化铵催化剂放入反应釜中混合，加热至65℃；然后向混合物中滴加混合单体，滴加时间控制为2h，待滴加完毕后保温3 h，得到半成品。
c）中和分散处理制取成品，首先将步骤b）中反应釜温度降至55℃，再加入N,N-二甲基乙醇胺中和剂，低速搅拌1h；然后向反应釜中加入适量去离子水，并用超声波振动棒超声分散处理30min，得到固含量在41%左右的水性丙烯酸树脂。
实施例2
具体制备方法如下：
a）制取混合单体，具体制备过程为：首先按重量百分比计称取22%的丁基缩水甘油醚，8%的甲基丙烯酸甲酯，8%的苯乙烯，3%的甲基丙烯酸丁酯，11%的丙烯酸丁酯，16%的丙烯酸，8%的丙烯酸羟丙酯，1%的四丁基溴化铵催化剂，1.5%的巯基乙醇链转移剂，2%的过氧化苯甲酰引发剂，5.5%的N,N-二甲基乙醇胺中和剂，14%的丙酮溶剂；然后将甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、链转移剂和引发剂放入搅拌容器中混合均匀，得到混合单体。
b）滴加反应制取半成品，具体制备过程为：首先将步骤a）称取的丁基缩水甘油醚、丙酮溶剂和四丁基溴化铵催化剂放入反应釜中混合，加热至65℃；然后向混合物中滴加混合单体，滴加时间控制为2h，待滴加完毕后保温3 h，得到半成品。
c）中和分散处理制取成品，首先将步骤b）中反应釜温度降至55℃，再加入N,N-二甲基乙醇胺中和剂，低速搅拌1h；然后向反应釜中加入适量去离子水，并用超声波振动棒超声分散处理30min，得到固含量在42%左右的水性丙烯酸树脂。
本发明揭示了一种卷材涂料用水性丙烯酸树脂及其制备方法，该水性丙烯酸树脂制备简单、生产成本低，具有高固体分、高韧性的优异性能，能够显著提高卷材涂料漆膜的柔韧性和硬度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。