[发明专利]含磺基磷酸根的二乙烯有机硅改性丙烯酸水分散体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含磺基磷酸根的二乙烯有机硅改性丙烯酸水分散体及其制备方法与应用。制备方法包括如下步骤：将丙烯酸、二甲基丙烯酸、丙烯酸异冰片酯、聚乙二醇丙烯酸磺酸盐、聚乙二醇丙烯酸磷酸盐、二乙烯基四甲基二硅氧烷、引发剂和链转移剂混匀，反应，得到预聚体，采用三乙胺中和，脱气，加水乳化，得到水分散体。该水分散体具有优异的贮存稳定性及阳离子稳定，透明度好，粘度低；采用该水分散体得到的涂料VOC含量小于10.0％，符合最严格的环保要求，对环境友好，且具有高硬度、高光泽、极佳的丰满度及美观效果，还具有优良的物理化学性能和良好的储存稳定性，具有较高的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及有机硅改性丙烯酸水分散体技术领域，尤其涉及一种含磺基磷酸根的二乙烯有机硅改性丙烯酸水分散体及其制备方法与应用。

背景技术

随着汽车工业的迅速发展，我国已成为世界最大的汽车产销国，拥有庞大的汽车保有量，汽车已成为生活中不可缺少的一部分。随着生活质量标准的提高，人们对健康环保越来越重视。但是在汽车涂料领域，丙烯酸水分散体存在对温度敏感，明显热粘冷脆，且固含量低、粘度大、VOC残留多等问题。

近年来，绿色环保低排放的丙烯酸水分散体的问世，为高性能高分子聚合物的制备开辟了新的途径。丙烯酸水分散体高羟基化、离子化和有机硅改性等技术具有提高固形物含量、减少VOC、提高涂料性能等优点。但是，高羟基化丙烯酸树脂水分散体中羧基、羟基等极性基团含量过高，容易造成水性化分散过程钟体系粘度的异常；离子化丙烯酸水分散体是直接将水溶性极强的含盐基团如磺酸盐引入聚合物分子链上，其强酸强碱盐结构可以改善丙烯酸水分散体的粘度，但是提高了其成膜的脆性；有机硅改性可以显著提高树脂的耐水性、耐热性和硬度，但是水溶性差。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种含磺基磷酸根的二乙烯有机硅改性丙烯酸水分散体。

本发明的另一目的在于提供上述含磺基磷酸根的二乙烯有机硅改性丙烯酸水分散体的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述含磺基磷酸根的二乙烯有机硅改性丙烯酸水分散体的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种含磺基磷酸根的二乙烯有机硅改性丙烯酸水分散体的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚乙二醇乙基丙烯酸酯(Poly(ethylene glycol)ethyl acrylate，PEGEA)的合成：将聚乙二醇(PEG)、乙基丙烯酸酰氯、溶剂、催化剂混合，反应，得到聚乙二醇乙基丙烯酸酯；

优选地，步骤(1)中所述聚乙二醇的聚合度为600-1000；更优选地，聚合度为1000。

优选地，步骤(1)中所述聚乙二醇反应前经真空脱水。

优选地，步骤(1)中所述催化剂为对甲苯磺酸。

优选地，步骤(1)中所述溶剂为环己烷和甲苯按照摩尔比3：1配比的混合溶剂。

优选地，步骤(1)中所述聚乙二醇和乙基丙烯酸酰氯的摩尔比为0.5-1：1-2；更优选地，摩尔比为1：1。

优选地，步骤(1)中所述催化剂的用量为聚乙二醇摩尔量的1-5％。

优选地，步骤(1)中所述溶剂的用量为聚乙二醇摩尔量的1-1.5倍。

优选地，步骤(1)中所述反应是在70-95℃条件下反应6-16h；更优选地，是在90℃条件下反应8h。

优选地，步骤(1)中所述反应是在通氮气条件下进行。

优选地，步骤(1)中所述反应得到的产物进行下一步反应前去除溶剂。