[发明专利]聚酯改性核壳自交联苯丙乳液及其制备方法和防腐蚀涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酯改性核壳自交联苯丙乳液及其制备方法和防腐蚀涂料。

背景技术

近年来，随着人们对环境问题的日益重视以及石油有限资源存量的不断减少，涂料水性化已经成为保护环境和节约石油资源的共同要求。目前水性涂料在电泳涂料和建筑涂料领域得到了广泛应用，但在金属防腐蚀涂料方面的使用还很有限，主要是因为现有的水性金属涂料普遍存在着成膜较差，形成的涂层不够致密，防腐蚀期限较短等问题，使其应用受到限制。

目前各种应用于水性防腐蚀涂料的树脂有如：水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂、水性丙烯酸树脂，其中单组分室温自交联的苯丙乳液，因其具有价格低廉、施工工艺简单、成膜温度低、干性好、可交联形成致密的涂层等优点，一直受人们关注，然而这类乳液大多为普通聚合法制成的均相乳胶粒子，乳胶粒子内外组成无梯度变化，存在诸如冬季涂膜发脆、夏季回粘严重、涂膜机械强度不够高、抗污性及抗回粘性不佳等缺点。因此，还需要进一步改进，以适应水性防腐蚀涂料的要求。

发明内容

本发明的第一个目的是：提供一种钙离子稳定、可以改善涂膜防腐蚀性能的聚酯改性核壳自交联苯丙乳液。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种聚酯改性核壳自交联苯丙乳液，它的乳胶粒子的结构为硬核软壳，在壳层中引入具有多支化结构的含羧基的聚酯；壳层的玻璃化温度为-30℃～0℃，核层玻璃化温度为10℃～80℃；

构成乳胶粒子核层的单体是非功能性单体和含缩水甘油基的功能性单体，其中含缩水甘油基的功能性单体占核层单体总重量的0.5％～3％；

构成乳胶粒子壳层的单体是非功能性单体、含羧基的功能性单体和聚酯，其中聚酯占壳层单体总重量的5％～20％，含羧基的功能性单体占壳层单体总重量的1.5％～5％。

上述聚酯改性核壳自交联苯丙乳液，其构成乳胶粒子壳层的聚酯是三羟甲基丙烷与2，2-二羟甲基丙酸，异戊二醇，按重量份比1∶6～8∶1混合，加热并在氩气保护下加入催化剂，至少反应3h后，减压继续反应2h，停止减压并降温后，与马来酸酐混合，在氮气保护下，90℃反应3h，制得的具有多支化结构的含羧基的聚酯。

上述聚酯改性核壳自交联苯丙乳液，其构成乳胶粒子壳层的含羧基的功能性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸中的一种或多种；构成乳胶粒子核层的含缩水甘油基的功能性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯。

上述聚酯改性核壳自交联苯丙乳液，其构成乳胶粒子壳层或核层的非功能性单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸叔丁酯中的一种或多种。

本发明的第二个目的是：提供一种简便、易操作的制备钙离子稳定、可以改善涂膜防腐蚀性能的聚酯改性核壳自交联苯丙乳液的方法。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种上述聚酯改性核壳自交联苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤：

(一)准备原料

①按下述方法制备构成壳层的聚酯：

将三羟甲基丙烷与2，2-二羟甲基丙酸，异戊二醇，按重量份比1∶6～8∶1混合，加热并在氩气保护下加入催化剂，至少反应3h后减压，再继续反应2h，停止减压并降温后，与1份马来酸酐混合，在氮气保护下，90℃反应3h，制得具有多支化结构的含羧基的聚酯，储存备用；

②准备核层原料：按照构成乳胶粒子核层的单体是非功能性单体和含缩水甘油基的功能性单体，其中含缩水甘油基的功能性单体占核层单体总重量的0.5％～3％；由反应型乳化剂和其他乳化剂组成的乳化剂为核层单体总重量的0.75～1.5％，其中反应型乳化剂占60％；成核引发剂为核层单体总重量的0.5％的配比准备各种原料；

③准备核层原料：按照构成乳胶粒子壳层的单体是非功能性单体、含羧基的功能性单体和聚酯，其中聚酯占壳层单体总重量的5％～20％，含羧基的功能性单体占壳层单体总重量的1.5％～5％；由反应型乳化剂和其他乳化剂组成的乳化剂为壳层单体总重量的0.75～1.5％，其中反应型乳化剂占60％；成壳引发剂为壳层单体总重量的0.5％的配比准备各种原料；

(二)制备聚酯改性核壳自交联苯丙乳液