[发明专利]一种室温自交联水性丙烯酸树脂分散体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种室温自交联水性丙烯酸树脂分散体及其制备方法，属于高分子材料合成领域。所述室温自交联水性丙烯酸树脂分散体由以下重量份原料组成：乙烯基类软单体30‑57份、乙烯基类硬单体15‑35份、功能单体15‑43份、交联单体0.5‑15份、交联剂0.5‑9份、引发剂0.5‑4份、中和剂4‑15份、去离子水70‑200份、pH缓冲剂1‑3份、链转移剂0.05‑0.2份。本发明所述的室温自交联水性丙烯酸树脂分散体采用半连续‑种子自由基聚合的方法制得。本发明的优点在于：涂膜干燥速度快、耐水性好、硬度高，可低温交联成膜，安全环保，符合行业发展趋势，具有广阔的应用领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料合成技术领域，具体涉及一种室温自交联水性丙烯酸树脂分散体及其制备方法。

背景技术

环境友好已成为21世纪发展的主题，随着人们环保意识的增强和相关法律政策的出台限制挥发性有机化合物（VOC）的排放，高VOC含量的溶剂型涂料受到前所未有的挑战。与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料以水为主要溶剂，仅含有极少量的VOC，是一种新型的环保涂料，具有无毒无害、使用安全、便于储运等优点。

水性丙烯酸涂料因其具有干燥时间短、柔韧性好、色浅、成本低以及优良的保光保色性和户外耐候性等，广泛应用于机械制造、交通运输、轻工、化工、建筑等领域。然而，目前国内市场上大部分水性丙烯酸树脂属于热塑性的，分子间只存在氢键、范德华力，不能形成稳定的化学键，普遍存在耐水性差、低温变脆、高温回黏等缺点，严重限制了其在高新技术领域的应用。

发明内容

本发明提出了一种室温自交联水性丙烯酸树脂分散体及其制备方法，克服了上述现有技术的缺点和不足，采用共聚的方法在水性丙烯酸树脂中引入酮肼常温交联体系对丙烯酸树脂进行改性，该方法不但污染小，加工过制备工艺简单，成本低，而且在固化过程中形成三维网状结构，使涂膜的机械性能、耐水性、耐溶剂性、低温变脆、高温回黏等综合性能同时得到改善。

实现本发明的技术方案是：一种室温自交联水性丙烯酸树脂分散体，包括以下重量份的原料：乙烯基类软单体31-57份、乙烯基类硬单体16-35份、功能单体15-43份、交联单体0.5-15份、交联剂0.5-9份、引发剂0.5-4份、中和剂4-15份、溶剂40-80份、去离子水70-200份、pH缓冲剂1-3份、链转移剂0.02-0.2份。

所述乙烯基类软单体选自甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正辛酯中的一种或任意几种组合；所述乙烯基类硬单体选自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯腈中的一种或任意几种组合。

所述功能单体为酸和羟基单体的混合，所述酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、顺丁烯二酸酐和衣糖酸的至少一种，所述羟基单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯以及甲基丙烯酸羟丙酯中的至少一种。

所述交联单体为双丙酮丙烯酰胺，所述交联剂为己二酸二酰肼、丁二酸二酰肼、碳酸二酰肼中的至少一种。

所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰、一叔丁基过氧化氢、二叔丁基过氧化物、二叔戊基过氧化物中的至少一种；所述溶剂为正丁醇、异丙醇、异丁醇、正丁醚中的一种或任意几种组合。

所述中和剂为氨水、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇，N，N-二甲基乙醇胺、氢氧化四甲基铵中的至少一种；所述pH缓冲剂为碳酸氢钠、碳酸氢氨中的一种或两种组合；链转移剂为正十二烷基硫醇。

所述的室温自交联水性丙烯酸树脂分散体的制备方法，步骤如下：

（1）按配方称取乙烯基类软单体、乙烯基类硬单体、功能单体、交联单体、链转移剂以及pH缓冲剂并进行混合形成单体混合液；称取配方量的引发剂并溶于适量的溶剂中备用；