[发明专利]一种水性丙烯酸树脂及应用该丙烯酸树脂的金属闪光漆

说明书

技术领域

本发明涉及水性丙烯酸树脂及应用该树脂的一种漆料，具体涉及一种水性金属闪光漆及其制备方法，尤其涉及具有核壳结构且壳结构中含有螯合基团的水性丙烯酸树脂金属闪光漆，特别适用于汽车涂料。

背景技术

目前国内生产的金属闪光漆多为溶剂型，为保证有较好的闪光效果其溶剂含量需要高达85％，因此在施工操作过程中会排放大量挥发性有机化合物(VOC)，而且在生产中还存在燃烧、爆炸、中毒等潜在危险性。

水性金属闪光涂料不仅是一种较环保的涂料，VOC大大降低，而且由于基体树脂本身具有较高的假稠性，可以做到比溶剂型涂料具有更好的金属效应。

水性金属闪光漆的基体树脂主要有聚丙烯酸树脂和聚氨酯树脂，其中聚氨酯树脂价格昂贵，目前国内应用较少。

中国专利CN1231311A报导了一种可用于汽车面层涂装的水分散型金属闪光涂料，其成膜聚合物具有核壳结构，因而树脂自身具有假塑性，提高了抗流挂性，但是金属闪光性不好。

中国专利CN101029197A报导了一种水性汽车金属闪光底漆，基体树脂为水性聚氨酯和丙烯酸树脂，其VOC含量较低，具有一定的安全环保性，但是亮度不高，而且成本较高。

中国专利CN101654591A报导了一种自干型金属闪光漆，以丙烯酸聚氨酯树脂为基体，在使用时加入固化剂以实现室温固化，成本较高，主要用于精密机床。

中国专利CN101077954A报导了一种汽车闪光金属涂料，在水分散型丙烯酸树脂分子链上引入乙酰乙酰氧基官能团侧基，提高了水溶性和金属闪光性，但是抗流挂性主要依靠外加流变控制剂，致使固含量较低。

综上所述，现有的各种闪光金属漆均未能完全解决各种性能的平衡，而至今未见结合核壳结构和乙酰乙酰氧基官能团二者优势的水性金属闪光漆的报导。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足与缺陷，本发明提供了一种水性丙烯酸树脂及应用该丙烯酸树脂制备的金属闪光漆及其制备应用方法，结合核壳结构和乙酰乙酰氧基官能团二者优势，以克服现有的溶剂型金属闪光漆的高VOC排放的不足，并提高抗流挂性、固含量、金属闪光性，且与罩光清漆配合良好。

本发明提供的水性丙烯酸树脂的聚合原料主要包括：(1)含多个不饱和基的单体，如乙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三羟基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯；(2)带螯合基团的单体，如乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯；(3)丙烯酸酯类单体和乙烯基苯类单体，如丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、苯乙烯；(4)带亲水基团的单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺；(5)乳化剂主要为阴离子型乳化剂或阴离子型与非离子型混合乳化剂，其中的阴离子型乳化剂为烷基苯磺酸盐类乳化剂如十二烷基磺酸钠、烷基磺酸酯盐；非离子型乳化剂为壬基苯基聚氧乙基醚、缩水山梨糖醇硬脂酸酯；(6)引发剂，如过硫酸铵、偶氮二异丁腈。

该水性丙烯酸树脂的聚合工艺是：

第一步：在氮气保护下，将8.8-11重量份丙烯酸酯类单体、1.3-2.0重量份乳化剂、0.1-0.2重量份引发剂和8.8-11重量份去离子水混合搅拌，在80-85℃下反应12-20分钟，得到种子乳液；

第二步：将25.5-28.9重量份丙烯酸酯类单体、0.5-0.7重量份带亲水基团的单体和0.5-0.9重量份含多个不饱和基的单体混合得到反应混合物A；将混合物A在80-85℃条件下滴加到步骤一所得的种子乳液中，1-1.5小时滴完，同时滴加1-3重量份15-25wt％的乳化剂水溶液和2.5-5重量份3-5wt％的引发剂水溶液；

第三步：将22-28重量份丙烯酸酯类单体、0-4重量份乙烯基苯类单体、6-8重量份带亲水基团的单体和2-2.4重量份带螯合基团的单体混合得到反应混合物B；将混合物B在80-85℃条件下滴加到步骤二所得的乳液中，1-1.5小时滴完，同时滴加1-3重量份15-25％的乳化剂水溶液和2.5-5重量份3-5wt％的引发剂水溶液；

第四步：在80-85℃保温约1小时后降温至65-70℃，之后在1小时内滴加完成或分2-4批加入0.1-0.2重量份1.5wt％的亚硫酸氢钠溶液，同时加氨水调节pH值至7-8；之后保温20分钟，然后降温至室温既得。