本发明涉及金属漆技术领域，尤其涉及一种工业用铝粉定向水性分散体及其制备方法。
背景技术：
金属漆，又叫金属闪光漆，在它的漆基中加有微细的金属粉末(如铝粉、铜粉等)，光线射到金属粉末上后，又透过气膜被反射出来。因此，看上去好像金属在闪闪发光一样。这种金属闪光漆，给人们一种愉悦、轻快、新颖的感觉，改变金属粉末的形状和大小，就可以控制金属闪光漆膜的闪光度。
随着工业化、城市化进程的不断推进，在很多领域，尤其是汽车领域，对金属漆的需求越来越大。金属漆一般有水性和溶剂型两种。相较于溶剂型金属漆，水性金属漆以水为稀释剂，对环境和人体危害小。因所用树脂类型不同，水性金属漆又可细分为水溶性和分散体金属漆，水溶性金属漆有机溶剂用量虽然小于溶剂型，但依然可达到20-40％，相较之下，分散体金属漆的溶剂含量可小于10％。
然而，目前市面上分散体金属漆存在铝粉排列差，光泽度、丰满度低等问题，这是由于铝粉是片状的，不具备定向排布性，易出现喷涂发花等现象，从而影响金属效果。为了解决这个问题，一般选择大量添加蜡乳液等铝粉排列助剂，铝粉排列助剂需要与极性溶剂1:1开稀，一方面加大了溶剂使用量，另一方面增加了成本。此外，铝粉排列助剂的添加还会大大降低漆膜光泽。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种工业用铝粉定向水性分散体及其制备方法，该分散体分子链中醚键、酰胺基、疏水缔和单体的引入，使得分子链具有很好的触变性，能够有效锚定铝粉。
本发明提出的一种工业用铝粉定向水性分散体，由以下重量份的原料制成：反应型聚脲预聚体5-10份、丙烯酸酯类单体a30-40份、含羟基丙烯酸酯功能单体10-30份、含酰胺基丙烯酸功能单体5-10份、疏水缔和单体0.1-0.5份、引发剂1-2份、中和剂2-10份、溶剂20-50份、去离子水30-50份。
优选地，所述反应型聚脲预聚体是由端氨基聚醚和甲苯二异氰酸酯合成聚脲预聚体，然后再与含羟基功能单体反应合成得到的。
优选地，所述端氨基聚醚和甲苯二异氰酸酯在40℃下搅拌反应合成聚脲预聚体；优选地，端氨基聚醚和甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1：2；其中，端氨基聚醚的分子量为430，官能度为2。
优选地，所述聚脲预聚体与含羟基功能单体在60-70℃下保温反应合成反应型聚脲预聚体；优选地，所述聚脲预聚体和含羟基功能单体的摩尔比为1：2.5。
优选地，所述丙烯酸酯类单体a为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸中的任意二种或以上；
优选地，所述含羟基丙烯酸脂功能单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的任意一种；
优选地，所述含酰胺基丙烯酸功能单体为丙烯酰胺或n－羟乙基丙烯酰胺。
所述疏水缔和单体为脂肪醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯，其结构式如下：
其中，m＝18-25，t＝12-22。
优选地，所述引发剂为过氧化叔丁基酯或过氧化苯甲酰或其组合；
优选地，所述中和剂为二甲基乙醇胺。
优选地，所述有机溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、正丁醇、二丙二醇甲醚、乙醇中的一种或一种以上。
本发明还提出了上述工业用铝粉定向水性分散体的制备方法，包括以下步骤：
s1、将反应型聚脲预聚体和适量溶剂加入反应釜中，升温；
s2、将丙烯酸酯类单体、含羟基丙烯酸酯功能单体、疏水缔和单体、适量引发剂混匀后滴加至反应釜中，搅拌反应；
s3、将含酰胺基丙烯酸功能单体溶于适量溶剂中，和剩余引发剂混匀后滴加至反应釜中，搅拌反应；
s4、将s3中的反应体系在负压下抽提至溶剂含量低于10％，得抽提液；
s5、将抽提液降温，滴加中和剂，搅拌反应，制得聚合物；
s6、将去离子水滴加到聚合物中，搅拌反应，即得。
优选地，s1中，升温至120-130℃；
优选地，s2中，在3h内匀速滴加完，保温反应1h；
优选地，s3中，在1h内匀速滴加完，保温反应1h；
优选地，s5中，降温至60℃，在0.5h内匀速滴加完中和剂，搅拌反应0.5h；
优选地，s6中，将去离子水在0.5h内匀速滴加到1000r/min转速下的聚合物中，提高转速至1500r/min搅拌0.5h。
有益效果：本发明提出了一种工业用铝粉定向水性分散体，其分子链中醚键、酰胺基、疏水缔和单体的引入，使得分子链具有很好的触变性，能够有效锚定铝粉，使其本身具有优异的铝粉定向性，不用外加定向排列助剂。得到的漆膜具有高耐性、高丰满、高光泽。此外，该分散体是以水作为分散介质，安全环保。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
聚脲预聚体合成：
将端氨基聚醚430份、甲苯二异氰酸350份置于反应器中，升温至40℃，搅拌反应，每隔1h取样测定nco残留值，至nco残留值达到理论值停止反应，得到聚脲预聚体。
实施例2
反应型聚脲预聚体合成：
取实施例1中聚脲预聚体390份升温至60℃，滴加丙烯酸羟乙酯145份，2h内滴完，滴完后保温1h，至nco基团完全消耗后停止反应，得到反应型聚脲预聚体1。
实施例3
反应型聚脲预聚体合成：
取实施例1中聚脲预聚体390份升温至70℃，滴加甲基丙烯酸羟乙酯164份，2h内滴完，滴完后保温1h，至nco基团完全消耗后停止反应，得到反应型聚脲预聚体2。
实施例4
工业用铝粉定向水性分散体的制备：
s1、将6份实施例2中制备的反应型聚脲预聚体1和20份乙二醇丁醚加入反应釜中，升温至120℃；
s2、将10份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、5份丙烯酸异冰片酯、6份甲基丙烯酸、20份丙烯酸羟丙酯、0.1份疏水缔和单体、0.5份引发剂过氧化苯甲酰混匀，在3h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s3、将6份丙烯酰胺溶于20份乙醇中，和0.5份引发剂过氧化苯甲酰混匀，在1h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s4、将s3中的反应体系于120℃，在真空度0.09mpa下抽提乙二醇丁醚和乙醇，抽出30份止，得抽提液；
s5、将抽提液降温至60℃，在0.5h内匀速滴加完5份中和剂二甲基乙醇胺，搅拌反应0.5h，制得聚合物；
s6、将40份去离子水在0.5h内匀速滴加到1000r/min转速下的聚合物中，提高转速至1500r/min搅拌反应0.5h，即得。
实施例5
工业用铝粉定向水性分散体的制备：
s1、将6份实施例3中制备的反应型聚脲预聚体2、10份乙二醇丁醚、20份丙二醇甲醚加入反应釜中，升温至130℃；
s2、将5份丙烯酸、10份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、5份丙烯酸异冰片酯、20份丙烯酸羟丙酯、0.1份疏水缔和单体、0.5份引发剂过氧化苯甲酰混匀，在3h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s3、将8份n－羟乙基丙烯酰胺溶于10份乙醇中，和0.5份引发剂过氧化苯甲酰混匀，在1h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s4、将s3中的反应体系降温至120℃，在真空度0.1mpa下抽提乙二醇丁醚、丙二醇甲醚和乙醇，抽出30份止，得抽提液；
s5、将抽提液降温至60℃，在0.5h内匀速滴加完5份中和剂二甲基乙醇胺，搅拌反应0.5h，制得聚合物；
s6、将40份去离子水在0.5h内匀速滴加到1000r/min转速下的聚合物中，提高转速至1500r/min搅拌反应0.5h，即得。
实施例6
工业用铝粉定向水性分散体的制备：
s1、将10份实施例2中制备的反应型聚脲预聚体1、30份乙二醇丁醚加入反应釜中，升温至125℃；
s2、将5份丙烯酸、10份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、5份丙烯酸异冰片酯、18份丙烯酸羟丙酯、0.1份疏水缔和单体、0.5份引发剂过氧化苯甲酰混匀，在3h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s3、将5份丙烯酰胺溶于10份乙醇中，和0.5份引发剂过氧化苯甲酰混匀，在1h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s4、将s3中的反应体系降温至120℃，在真空度0.09mpa下抽提乙二醇丁醚和乙醇，抽出30份止，得抽提液；
s5、将抽提液降温至60℃，在0.5h内匀速滴加完5份中和剂二甲基乙醇胺，搅拌反应0.5h，制得聚合物；
s6、将50份去离子水在0.5h内匀速滴加到1000r/min转速下的聚合物中，提高转速至1500r/min搅拌反应0.5h，即得。
实施例7
工业用铝粉定向水性分散体的制备：
s1、将10份实施例2中制备的反应型聚脲预聚体1、30份乙二醇丁醚加入反应釜中，升温至125℃；
s2、将10份丙烯酸、10份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸异冰片酯、30份甲基丙烯酸羟乙酯、0.5份疏水缔和单体、1份引发剂过氧化叔丁基酯混匀，在3h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s3、将10份丙烯酰胺溶于20份乙醇中，和1份引发剂过氧化苯甲酰混匀，在1h内匀速滴加至反应釜中，保温反应1h；
s4、将s3中的反应体系降温至120℃，在真空度0.1mpa下抽提乙二醇丁醚和乙醇，抽出40份止，得抽提液；
s5、将抽提液降温至60℃，在0.5h内匀速滴加完10份中和剂二甲基乙醇胺，搅拌反应0.5h，制得聚合物；
s6、将30份去离子水在0.5h内匀速滴加到1000r/min转速下的聚合物中，提高转速至1500r/min搅拌反应0.5h，即得。
对本发明实施例4-7中制备的铝粉定向水性分散体的性能进行测试，向其中加入铝粉及助剂配制金属漆。并从市场上采购市售丙烯酸分散体1(固含量42％)和市售聚氨酯分散体2(固含量42％)，也同样配制成金属漆作为对比例1和对比例2。配制金属漆所用各组分原料的重量份数见表1。
表1配制金属漆所用各组分原料的重量份数
检测结果见表2。
表2金属漆性能数据
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。