一种制备水性丙烯酸树脂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高分子合成领域，具体而言，涉及一种制备水性丙帰酸树脂的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，溶剂型的丙帰酸树脂产品在我国占有重要的地位，但溶剂型的丙帰酸树脂 因其V0C值高，对环境和人体健康极为不友好，从而面临着退出市场的危险。加之人们的环 保意识在不断的提高，大量的环保型产品相继而出，受到了全社会的重视。其中，水性丙帰 酸树脂则更得到人们的青睐。例如，德国的化学巨头拜耳、己斯夫、杜邦等对于水性丙帰酸 的研发投入了大量精力。
[0003] 水性丙帰酸树脂是W水为溶剂，无毒无味、具有成本低，不污染环境等特点。另外， 水性丙帰酸涂料的制备更是简单方便，可根据实际情况灵活设计，按照实际需求在水性丙 帰酸树脂中加入下述的一种或多种助剂：增稠剂、消泡剂、催干剂、防霉杀菌剂、缓蚀剂等。
[0004] 虽然水性丙帰酸树脂具有无污染、无毒性、无刺激性、光泽较好、耐化学性好、稳定 性高、W及生产安全、价格低廉等优点，但是它自身也有不可消除的缺点，主要表现在树脂 成膜干燥后热粘冷脆、抗回粘性差、耐热性不佳、耐水性不长久、抗冲性较差等，从而限制了 水性丙帰酸树脂的应用领域受到限制。因此，为了克服水性丙帰酸树脂的上述缺点，需要对 水性丙帰酸树脂进行改性。
[0005] Si-0键具有较高的离子化趋势和很高的键能，从而使得有机娃化合物表现出的卓 越的物理和力学性能，因此越来越多的被关注，用W改性丙帰酸树脂，得到性能优异的丙帰 酸树脂。
[0006] 在现有技术中，大多采用物理共混法，将娃焼偶联剂直接与水性丙帰酸树脂共混。 送种改性方法虽然简单方便，但是共混后的乳液稳定性差，容易产生两相分离，与丙帰酸树 脂聚合物及基材间没有化学键结合，丙帰酸树脂的性能不会得到有效的改善。
[0007] 另外，在一些现有技术中，通过化学改性法将含有不饱和键的娃焼偶联剂引入到 水性丙帰酸树脂的骨架中，得到共聚物，从而提高丙帰酸树脂的性能。虽然此方法在一定程 度上提高了水性丙帰酸树脂的性能，但是得到的水性丙帰酸树脂的成膜性不好，光泽度差， 稳定性较差，固含量较低，另外，在合成过程中，易使得乳液粘度大，不好乳化。
【发明内容】
[0008] 为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现；在一定温度下，通过分 步加料的方式，制备得到易于乳化，性能优异的水性丙帰酸树脂，从而完成本发明。
[0009] 本发明的目的在于提供一种制备水性丙帰酸树脂的方法，该方法包括W下步骤：
[0010] 1)向反应器中加入有机溶剂和链转移剂，混合揽拌，将反应器的温度控制为60~ 80°C；
[0011] 2)向反应器中连续滴加由丙帰酸醋类单体、娃焼偶联剂和引发剂形成的混合物 I，滴加完后，保温反应，
[0012] 其中，所述丙帰酸醋类单体为由甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋和甲基丙帰酸居己 醋形成的混合物II，
[0013] 所述娃焼偶联剂中含有不饱和帰基，娃焼偶联剂的添加量为所述混合物II的2~ 20wt% ；
[0014] 3)向步骤2中的反应体系中，连续滴加由丙帰酸醋类单体、娃焼偶联剂和引发剂 的形成的混合物III，混合物III与混合物I的重量比为混合物III;混合物I=1~3 ;1，滴加 完后，保温反应，
[0015] 其中，所述丙帰酸醋类单体为由甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋、甲基丙帰酸居己脂 和甲基丙帰酸形成的混合物IV，
[0016] 所述娃焼偶联剂中含有不饱和帰基，娃焼偶联剂的添加量为所述混合物IV的3~ 20wt% ；
[0017] 4)将步骤3中的体系降至室温，然后加入碱将体系中和至抑值为7~8 ;
[0018] 5)中和完成后，除去体系中的甲醇，然后加入水乳化获得水性丙帰酸树脂。
[0019] 本发明的另一目的在于提供一种水性涂料，该水性涂料包括W下重量份数的成 分：
[0020] 水性巧稀酸树騰 10巧徐 水性固化剂 1S-40份 消泡剂 0.2~Η分 成膜助剂 0.:2~1份，
[0021] 其中，所述水性丙帰酸树脂为由本发明提供的方法制备得到的树脂，所述水性固 化剂为水性封闭多异氯酸醋固化剂。
[0022] 本发明提供的制备水性丙帰酸树脂的方法，其制备过程易于控制，反应进行平稳， 且采用分步加料的方式，使得最终得到的水性丙帰酸树脂易于乳化分散，稳定性好，硬度W 及抗冲击等性能优异。
[0023]另外，在本发明中，由于分步加入了娃焼偶联剂，使得最终得到的水性丙帰酸树脂 在成膜后，形成了互传网络结构，进一步提高了水性丙帰酸树脂的稳定性，耐水性，硬度W 及抗冲击等性能。
【附图说明】
[0024] 图1为实施例1所得水性丙帰酸树脂的激光粒度图。
【具体实施方式】
[00巧]下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着送些说明而变得更 为清楚、明确。
[0026] 根据本发明的一方面，提供了一种制备水性丙帰酸树脂的方法，该方法包括W下5 个步骤：
[0027]步骤1、向反应器中加入有机溶剂和链转移剂，混合揽拌，将反应器的温度控制为 60 ~80〇C。
[002引在上述步骤1中，有机溶剂并没有特别地限制，只要能够与所滴加的单体互溶，并 且能够分散反应生成的丙帰酸树脂即可。
[0029] 在优选的实施方式中，有机溶剂选自W下溶剂中的一种或多种；醇类溶剂、醋类溶 剂、丽类溶剂、脂肪姪类溶剂和脂环姪类溶剂。
[0030] 作为醇类溶剂的实例具体提及；甲醇、己醇、正丙醇、异丙醇、正了醇、叔了醇W及 己二醇。
[0031] 作为醋类溶剂的实例具体提及：醋酸甲醋、醋酸己醋W及醋酸丙醋。
[0032] 作为丽类溶剂的实例具体提及；丙丽、甲基了丽、甲基异了丽、戊丽、苯丙丽W及环 己丽。
[0033] 作为脂肪姪类溶剂的实例具体提及；戊焼、正己焼W及辛焼。
[0034] 作为脂环姪类溶剂的实例具体提及；环己焼、环己丽W及甲苯环己丽。
[0035] 在优选的实施方式中，有机溶剂为甲醇、醋酸己醋、丙丽、正己焼、环己焼中的一种 或多种，特别地，有机溶剂为甲醇、醋酸己醋中的一种或多种，进一步地，优选为甲醇。
[0036] 在优选的实施方式中，为了更好的与滴加的单体互溶和更好的分散生成的丙帰酸 树脂，在步骤1中，加入助溶剂，其中，助溶剂优选二醇衍生物类溶剂，如；己二醇甲離、己二 醇己離W及己二醇了離中的一种或多种，特别地，优选己二醇了離。
[0037]其中，助溶剂的添加量为有机溶剂的5~40wt%，优选10~35wt%，更优选20~ 30wt%。
[0038] 在上述步骤1中，链转移剂选自脂肪族硫醇、十二烷基硫醇中的一种或多种。特别 地，链转移剂优选为正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十八烷基硫醇中的一种或多种。 进一步的，优选正十二烷基硫醇。
[0039]其中，链转移剂的添加量为有机溶剂的0.5~5wt%，优选1~4wt%，更优选 1. 5 ~3. 5wt%，最优选 1. 5 ~2. 5wt%。
[0040] 在优选的实施方式中，反应器的温度控制为70~8(TC，进一步的，优选75~ 80 〇C。
[0041] 步骤2、向反应器中连续滴加由丙帰酸醋类单体、娃焼偶联剂和引发剂形成的混合 物I，滴加完后，保温反应。
[0042] 在上述步骤2中，丙帰酸醋类单体为由甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋和甲基丙帰 酸居己醋形成的混合物II，其中，甲基丙帰酸甲醋、丙帰酸了醋、甲基丙帰酸居己醋的重量 比为甲基丙帰酸甲醋：丙帰酸了醋：甲基丙帰酸居己醋=1~3:1~3:0. 5~2,优选1~ 2:1~2:0. 8~1.5,进一步的，优选为1.7:1.5:1。
[0043] 在上述步骤2中，娃焼偶联剂可由下式所示：
[0044] YSiXs
[004引其中，Y为不饱和帰基，具体提及；邸2=邸(邸2)。-，11为1~8，邸2="邸3)-，邸2=CH-，特别地，优选邸2=CH-，X为可水解基团，具体提及；-Cl、-0Me、-0Et、-0C2H40CH3、-0S iMes W及-OAc，特别地，优选-OC2H5，娃焼偶联剂的添加量为步骤2中所述混合物II的2~ 20wt%，优选 3 ~18wt%。
[0046] 在本发明中，娃焼偶联剂优选己帰基Η己氧基娃焼。
[0047] 在上述步骤2中，引发剂的种类并没有特别的限制，在引发剂受热后，能够产生自 由基引发反应即可。
[004引所述引发剂选自下述引发剂的一种或多种：醜类过氧