[发明专利]自干型丙烯酸改性醇酸树脂水分散体及以它为基料的工业面漆

说明书

技术领域

本发明涉及化学工业领域中的涂料行业，具体地说，涉及水性涂料制造中使用的一种基本原料，即一种自干型丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液的合成配方、制造方法以及以该乳液为基料的工业面漆。

背景技术

醇酸树脂是发展最早，产量最大的合成树脂之一。醇酸树脂基本上不依赖于石油产品，具有独一无二的价格优势；另外，醇酸树脂的组分和性能可以在很大范围内调整，仅依靠不同的多元醇和多元酸就能得到性能各异的树脂。也就是，醇与酸之间官能度之比的变化可控制支化度，这些特点无疑使醇酸树脂能够应用于更多的领域。

醇酸树脂由于其低分子量，显示出格外好的成膜能力，从而使最终涂膜具有非常高的光泽度，而且由于其易于施工和与空气交联的特性以及具有通用性而得到广泛应用。但它们的干燥和固化时间相当慢，尤其在常温下更是如此；同时其成膜的硬度低、耐水性和耐候性较差。针对此种情况，用丙烯酸改性的醇酸树脂已经受到颇多的注意。丙烯酸树脂具有色浅、耐候、耐光、耐热、耐腐蚀性好、保色保光性强、漆膜丰满等特点。采用丙烯酸类化合物对醇酸树脂进行改性，可以使醇酸树脂具有优异的保光保色性、耐候性、耐久性和耐腐蚀性以及快干、高硬度等优点，从而进一步拓宽醇酸树脂应用的领域，同时成本上升并不大。

此外，随着国民环保意识的增强，限制VOC(挥发性物质含量)排放量的法律法规日趋严格，以及石油能源的紧张，我国的涂料行业也向着环保化和集约化方向发展，如提倡和鼓励开发高固体含量涂料、水性涂料、粉末涂料和UV/EB固化涂料等。由于显而易见的原因，例如可行性、成本和环境的可接受性，用水取代有机溶剂的技术，即涂料的水性化技术具有特别的重要性。为此，将醇酸树脂水性化并制备环保性水性工业涂料已经受到多方面的关注。

醇酸树脂的水性化研究虽然比较早，但其性能和应用迟迟未能有大的突破，主要原因是其储存稳定性能和耐水解性能没有解决。目前，醇酸树脂水性化主要有以下几种途径：

1.使传统的醇酸树脂含过量的羧基，并用胺或氨将其中和成盐，得到水稀释性的醇酸树脂；2.制备自乳化的醇酸树脂，一种方法是制备具有“核-壳”结构的丙烯酸改性醇酸树脂，将疏水的醇酸树脂部分作为乳胶粒的核，亲水的丙烯酸共聚物部分作为壳，疏水的核被包裹在亲水的壳中间，如中国专利[申请号：98809755.9]和中国专利[申请号：00810902.8]均采用该方法；另一种方法是醇酸树脂与具有反应活性的表面活性剂反应，使表面活性剂接枝到醇酸树脂上面，使醇酸树脂在水中能够乳化，它克服了因加入大量乳化剂而引起的硬度和疏水性能的下降；3.通过外加乳化剂的方式将溶剂型醇酸树脂转相乳化成醇酸树脂乳液分散体。

通过对目前醇酸树脂水性化的途径进行对比发现，水稀释性的醇酸树脂存在着以下三个弊端：第一，存在大量的有机溶剂；第二，所使用的三乙基胺目前在涂料行业中被限制使用；第三，由于邻苯二甲酸的邻位效应导致树脂不耐水解。自乳化的醇酸树脂有以下缺点：乳化效率低；有些树脂要用胺(或氨)等中和剂进行中和；得到的乳液固含量低等。外加乳化剂的方式也存在着一些缺点，例如，由于使用了较多量的乳化剂，存在漆膜耐水性差、成膜性及装饰性差等诸多弊端。如何降低乳化剂用量而得到储存稳定的醇酸树脂乳液分散体是是当前需要解决的关键点。

发明内容

为了克服现有水性醇酸涂料的缺点，本发明旨在提供一种丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液，该乳液以丙烯酸改性醇酸树脂为核，以反应性非迁移表面活性剂为壳，借助于反应性非迁移表面活性剂的包覆作用，使丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液具有相当好的储存稳定性和耐水解性能(其在储存过程中，酸值几乎不变)。以此乳液为基料，经与颜料、助剂配合，可制成高光泽、高装饰性的丙烯酸改性醇酸树脂水分散体面漆，其施工性能、自干性、漆膜机械强度、装饰性能均可以与溶剂型醇酸树脂面漆相媲美。因此，本发明的实施不仅具有显著的经济效益，而且也具有巨大的社会效益。

也就是说，本发明技术方案包括丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液及其制备方法和以此乳液为基料的面漆的制备两大内容。在具体实施本发明时，包含如下过程：首先制备丙烯酸预聚物；然后制备干性油或半干性油醇酸树脂，先以干性油或半干性油与多元醇进行醇解反应，再加入丙烯酸预聚物和一元羧酸进行酯化，达到预定的酸值后，降温，加入二元羧酸，继续升温酯化，达到酸值后，降温，添加助溶剂和表面活性剂、去离子水和增稠剂进行水性化，即制得丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液。再以得到的丙烯酸改性醇酸树脂水分散体乳液为基料制成自干型丙烯酸改性醇酸水分散体工业面漆。