一种含氟羟基丙烯酸树脂水分散体及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种含氣径基丙締酸树脂水分散体及其制备方法。
【背景技术】
[0002] W氣碳树脂为主要成膜物制成的涂料称为氣碳涂料。由于氣元素的电负性大，氣 碳键的键能比普通碳碳键的键能高出很多，所W，氣碳涂料具有优异的耐候性、耐久性而受 到广泛的应用，比如用于户外的聚偏二氣乙締（简称PVD巧涂料，用于桥梁钢结构面漆的氣 締控-乙締基醋共聚物或氣締控-乙締基酸共聚物（简称FEV巧涂料。其中，FEVE涂料是常 溫可交联型氣碳涂料，具有较好的施工性，无需干燥设备而被广泛应用，但是它的有机溶剂 含量较大，会对环境造成污染，同时，随着国家对挥发性有机化合物（简称V0C)超过420g/ L的涂料征收4%的消费税的执行，此类涂料的价格也在提高，而由于FEVE的特殊性，其水 性化又较难实施，而且水性化的成本会很高。因此急需一种性能与FEVE接近，V0C符合要 求，与FEVE涂料具有类似的固化方式的树脂。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是：提供一种含氣径基丙締酸树脂水分散体，它具有优异的耐候 性能，其保光保色性非常优异，V0C低，作为户外耐候涂料的成膜树脂使用，可W与溶剂型 FEVE涂料媳美。
[0004] 实现本发明目的的技术方案是：一种含氣径基丙締酸树脂水分散体，其特征在于， 它是先在溶剂中合成主体树脂，然后在主体树脂存在下合成乳化树脂，用胺中和成盐，再加 水分散制得的，在合成主体树脂和乳化树脂所用单体总重量中，主体树脂所用单体总量为 80~90wt%，乳化树脂所用单体总量为10~20wt%，二者之和为100% ;
[0005]合成主体树脂时，所用含氣丙締酸醋单体为5~40wt%，含径基丙締酸醋单体为 15~40wt%，非功能性丙締酸醋单体为30~60wt%，含簇基丙締酸单体为0. 1~Iwt%， 引发剂为1~5wt%，溶剂为10~20wt% ;
[0006] 合成乳化树脂时，所用含氣丙締酸醋单体为0. 5~4wt%，含径基丙締酸醋单体为 1. 5~5wt%，非功能性丙締酸醋单体为3~8wt%，含簇基丙締酸单体为1. 5~5wt%，弓I 发剂为1~5wt% ;
[0007] W上合成主体树脂所用单体总量和合成乳化树脂所用单体总量之和为lOOwt% ; 溶剂和引发剂用量W合成主体树脂所用单体总重量和合成乳化树脂所用单体总重量之和 为基准计算。
[000引上述含氣径基丙締酸树脂水分散体，其固体树脂的酸值为15~30m巧OH/g，径基 含量为2~5wt%，固体含量为44~46wt%，平均粒径为100~250皿。
[0009] 上述含氣径基丙締酸树脂水分散体，其合成所述主体树脂、乳化树脂所采用的含 氣丙締酸醋单体为丙締酸Ξ氣乙醋，甲基丙締酸Ξ氣乙醋，丙締酸六氣下醋，甲基丙締酸六 氣下醋，丙締酸十二氣庚醋，甲基丙締酸十二氣庚醋中的一种或几种。
[0010] 上述含氣径基丙締酸树脂水分散体，其合成主体树脂、乳化树脂采用的非功能性 丙締酸醋单体为丙締酸乙醋，甲基丙締酸乙醋，丙締酸甲醋，甲基丙締酸甲醋，丙締酸下醋， 甲基丙締酸下醋，丙締酸异下醋，甲基丙締酸异下醋，丙締酸叔下醋，甲基丙締酸叔下醋，丙 締酸异辛醋，甲基丙締酸异辛醋，叔碳酸乙締醋，丙締酸异冰片醋，甲基丙締酸异冰片醋，丙 締酸环己醋，甲基丙締酸环己醋，丙締酸月桂醋，甲基丙締酸月桂醋中的两种或两种W上。
[0011] 上述含氣径基丙締酸树脂水分散体，其合成所述主体树脂、乳化树脂采用的含径 基丙締酸醋单体为丙締酸径乙醋，甲基丙締酸径乙醋，丙締酸径丙醋，甲基丙締酸径丙醋， 4-径基下基丙締酸醋中的一种或几种。
[0012] 上述含氣径基丙締酸树脂水分散体，其合成所述主体树脂、乳化树脂采用的含簇 基丙締酸单体为丙締酸，甲基丙締酸中的一种或两种
[0013] 上述含氣径基丙締酸树脂水分散体，其合成所述主体树脂、乳化树脂所采用的引 发剂为过氧化苯甲酯，过氧化苯甲酸叔下醋，二叔下基过氧化环己烧，二叔下基过氧化物， 过氧化二异丙苯，二特戊基过氧化物中的一种或几种。
[0014] 上述含氣径基丙締酸树脂水分散体，其合成所述主体树脂采用的溶剂为下醇、仲 下醇、叔下醇、甲苯、二甲苯、S-100#、醋酸乙醋、醋酸下醋、醋酸乙醋、丙二醇甲酸、丙二醇甲 酸醋酸醋、乙二醇下酸、乙二醇下酸醋酸醋、丙二醇下酸、二丙二醇甲酸，二丙二醇二甲酸、 二乙二醇甲酸，二乙二醇下酸中的两种或两种W上按任意比例组成的混合物。
[0015] 本发明的另一目的是：提供一种含氣径基丙締酸树脂水分散体的制备方法，该方 法适宜工业化，操作简便。
[0016] 实现本发明另一目的的技术方案是：一种上述含氣径基丙締酸树脂水分散体的制 备方法，其特征在于，先在溶剂中合成主体树脂，然后在主体树脂存在下合成乳化树脂，用 胺中和成盐，再加水分散制得的，具体制备工艺如下：
[0017] ①按上述用量准备单体、引发剂、溶剂，备用；
[0018] ②在反应容器中加入溶剂，加热至100~170°C，然后滴加合成主体树脂所用的单 体与引发剂的混合原料，3~5小时滴加完毕后，保溫0. 5小时得到主体树脂，在其中再滴加 合成乳化树脂所用的单体与引发剂的混合原料，1~2小时滴完，保溫1小时，再补加适量的 引发剂消除残余单体后，保溫2~3小时得到乳化树脂和主体树脂的混合物，降溫到80~ 100°C，加入中和剂胺，中和度为60~100%，最后滴加去离子水进行分散并控制固体含量 为44~46wt%，揽拌分散1~2小时，即制得含氣径基丙締酸树脂水分散体。
[0019] 上述含氣径基丙締酸树脂水分散体的制备方法，其合成所述主体树脂、乳化树脂 所采用的含氣丙締酸醋单体为丙締酸Ξ氣乙醋，甲基丙締酸Ξ氣乙醋，丙締酸六氣下醋，甲 基丙締酸六氣下醋，丙締酸十二氣庚醋，甲基丙締酸十二氣庚醋中的一种或几种；采用的非 功能性丙締酸醋单体为丙締酸乙醋，甲基丙締酸乙醋，丙締酸甲醋，甲基丙締酸甲醋，丙締 酸下醋，甲基丙締酸下醋，丙締酸异下醋，甲基丙締酸异下醋，丙締酸叔下醋，甲基丙締酸叔 下醋，丙締酸异辛醋，甲基丙締酸异辛醋，叔碳酸乙締醋，丙締酸异冰片醋，甲基丙締酸异冰 片醋，丙締酸环己醋，甲基丙締酸环己醋，丙締酸月桂醋，甲基丙締酸月桂醋中的两种或两 种W上；采用的含径基丙締酸醋单体为丙締酸径乙醋，甲基丙締酸径乙醋，丙締酸径丙醋， 甲基丙締酸径丙醋，4-径基下基丙締酸醋中的一种或几种；采用的含簇基丙締酸单体为丙 締酸，甲基丙締酸中的一种或两种；所采用的引发剂为过氧化苯甲酯，过氧化苯甲酸叔下 醋，二叔下基过氧化环己烧，二叔下基过氧化物，过氧化二异丙苯，二特戊基过氧化物中的 一种或几种；合成所述主体树脂采用的溶剂为下醇、仲下醇、叔下醇、甲苯、二甲苯、S-100#、 醋酸乙醋、醋酸下醋、醋酸乙醋、丙二醇甲酸、丙二醇甲酸醋酸醋、乙二醇下酸、乙二醇下酸 醋酸醋、丙二醇下酸、二丙二醇甲酸，二丙二醇二甲酸、二乙二醇甲酸，二乙二醇下酸中的两 种或两种W上任意比例组成的混合物；用胺中和采用的胺为Ξ乙胺、N，N-二甲基乙醇胺， Ξ乙醇胺中的一种或几种，中和度优选为70~90%。
[0020] 本发明的技术效果是：本发明技术方案的含氣径基丙締酸树脂水分散体具有下述 技术效果：
[0021] ①本发明的含氣径基丙締酸树脂水分散体是先在溶剂中合成主体树脂，然后在主 体树脂存在下合成乳化树脂，用胺中和成盐，再加水分散制得的。先合成的主体树脂的簇 基含量低，而在主体树脂中合成的乳化树脂的簇基含量高于主体树脂，因此，具有非常优异 的亲水性，当用水分散时，乳化树脂起到乳化剂的作用，由于乳化树脂与主体树脂具有类似 的结构，根据相似相容原理，乳化树脂可W在水相中包覆主体树脂，使主体树脂处于粒子内 部，乳化树脂的亲水分子链伸向水中，斥水分子链处于粒子内部。运样既确保了树脂的水分 散性和耐水性，又减少了含簇基的丙締酸醋单体的用量；②本发明的水分散体在固化成膜 过程中，主体树脂、乳化树脂树脂逐渐分层，主体树脂处于涂