[发明专利]一种高硬度的三层中空单组份丙烯酸树脂乳液及制备方法

说明书

本发明提出了一种高硬度的三层中空单组份丙烯酸树脂乳液及制备方法，水性涂料的技术领域，用以解决水性丙烯酸树脂乳液成膜后的硬度低、附着力不足，且遮盖力差的技术问题。本发明包括以下重量的原料：软单体20‑28.5份、硬单体72‑91.6份、丙烯酸类环氧基单体5‑6份、丙烯酸类羧基单体26‑29.5份、引发剂1‑1.6份、催化剂0.08‑0.2份、乳化剂1.2‑1.8份、pH缓冲剂0.4‑0.8份、去离子水120‑153份、中和剂4.5‑6.4份。本发明制备的丙烯酸树脂乳液的外观清澈，固含量高且黏度较低，耐水性良好，单组份涂膜硬度高、光泽度较佳，用其配制的涂料遮盖力强，可应用于较高档的建筑涂料行业。

技术领域

本发明属于水性涂料的技术领域，尤其涉及一种高硬度的三层中空单组份丙烯酸树脂乳液及制备方法。

背景技术

绿色、环保和可持续发展是21世纪发展的主题。传统溶剂型涂料在生产制造和使用过程中产生大量有毒气体和废水，严重污染了自然环境，对人类的健康也造成了危害。近几十年来，欧美等西方发达国家相继颁布了相关严厉的法律法规限制挥发性有机物(VOCs)的排放。最近几年，我国政府也相继颁布系列性限制挥发性有机物(VOCs)排放的环保法，推进绿色低碳发展。因此，不同类型的传统溶剂型涂料的生产和使用受到限制，开发和使用绿色环保型涂料已成为现在和未来的发展趋势。水性涂料由于良好综合性能，越来越受到人们的青睐，其中，水性丙烯酸树脂涂料是水性涂料一个重要的组成部分。

丙烯酸树脂由于对光的主吸收峰不在太阳光谱范围之内而具有极佳的耐光性和耐候性，可用于户外的建筑涂料领域，例如，专利公开号CN108129600A公开了一种硬核软壳型丙烯酸乳液，通过调节乳液聚合过程中所添加的软硬单体的比例，其制备得到的水性阻尼涂料阻尼温域宽，且能够很好地解决涂料高温阻尼性能与抗冲击性能、柔韧性之间的矛盾，但以此为成膜物质的漆膜的遮盖力不足；专利公开号CN109651560A公开一种具有优异耐碱性的高硬度丙烯酸乳液及其制备方法，通过引入交联单体双丙酮丙烯酰胺、己二酸二酰肼来提高乳液膜的致密度和硬度，但成膜时间仍较长，高固含量和低粘度仍难兼顾。很难满足中高端建筑涂料行业领域。因此，开发一种高硬度且可用于建筑涂料领域的高遮盖力的丙烯酸树脂乳液具有很大的市场前景。

发明内容

针对水性丙烯酸树脂乳液成膜后的硬度低、附着力不足，且遮盖力差的技术问题，本发明提出一种高硬度的三层中空单组份丙烯酸树脂乳液及制备方法，此树脂乳液外观良好，固含量高且黏度较低，单组份涂膜的硬度高，达到2H，光泽度较佳，用其配制的涂料遮盖力强，可应用于较高档的建筑涂料行业。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高硬度的三层中空单组份丙烯酸树脂乳液，由以下重量份的组分组成：软单体20-28.5份、硬单体72-91.6份、丙烯酸类环氧基单体5-6份、丙烯酸类羧基单体26-29.5份、引发剂1-1.6份、催化剂0.08-0.2份、乳化剂1.2-1.8份、pH缓冲剂0.4-0.8份、去离子水120-153份、中和剂4.5-6.4份；

所述核树脂中软单体和硬单体的质量比为1：(1.8-2.3)，其中硬单体为甲基丙烯酸甲酯；所述核树脂中的丙烯酸类环氧基单体与碱树脂中丙烯酸类羧基单体的质量比为1：(4.6-5)；

所述的乳化剂为乙烯基磺酸钠、丙烯酸单聚乙二醇酯、端丙烯酸酯基水性聚氨酯的任意一种或两种以上组合；

所述的制得的丙烯酸乳液中乳胶粒子的粒径在170-200nm。

所述树脂乳液的制备方法，其步骤如下：

(1)依次将去离子水、乳化剂和pH缓冲剂加入到装置好的500mL四口烧瓶中，水浴加热至75-85℃，以150-200r/min的速度持续机械搅拌；