CN106957393B - 一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体及其制备方法，对于该改性羟基丙烯酸水分散体的制备，原料组成及其相对比例为：甲基丙烯酸甲酯，20～35wt％；丙烯酸异辛酯，5～15wt％；丙烯酸，3.1～6.2wt％；聚环氧乙烷，0.1～1wt％；N,N‑二甲基乙醇胺，5～10wt％；有机溶剂，3～5wt％；去离子水，30～50wt％；引发剂，2～4wt％；链转移剂，1～2wt％。制备方法为，在聚环氧乙烷存在下，溶液聚合制备羟基丙烯酸树脂，加入N,N‑二甲基乙醇胺成盐，经加水稀释，得到改性羟基丙烯酸水分散体。根据本发明制得的产品，在加入固化剂固化成膜后，利用组成涂层的聚合物为晶态与非晶态共存体系，大大降低了涂层的透明性，从而起到消光作用，可作为亚光面漆使用。

Description

一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水性树脂，特别涉及一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体及其制备方法。

背景技术

各种颜色的涂料或者油漆都有亚光和亮光之分。其主要是按照光泽度的不同加以区分。其中，亚光漆是以清漆为主,其表面有点发毛，像毛玻璃的表面一样。反射光是“漫反射”，没有眩光，不刺眼，给人以稳重素雅的感觉。亚光漆的制备，一般是加入适量的消光剂和辅助材料调合而成的,由于消光剂的用量不同,漆膜光泽度亦不同。亚光漆漆膜光泽度柔和、匀薄,平整光滑,耐温,耐水,耐酸碱。

传统的亚光漆制备是在外用助剂的帮助下将各种消光剂(如气相二氧化硅、蜡乳液等)通过高速分散工艺将其分散于树脂溶液中，因此该工艺中助剂的选择、树脂的选择以及分散工艺的选择都要与所选择的消光剂有很好的搭配，否则容易产生消光剂沉淀絮凝，影响消光效果。因此开发一种具有一定亚光度的树脂，不仅省去了消光剂的选择和添加，而且将会大大减轻配方工程师的工作量，对企业简化生产工艺，提高生产效率，减少损失等都具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种水性树脂，特别涉及一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体及其制备方法。当改性羟基丙烯酸水分散体加入固化剂，涂层固化成膜后，利用组成涂层的聚合物为晶态与非晶态共存的体系，其折光指数的差异，从而大大降低了涂层的透明性，起到消光作用，可作为亚光面漆使用。

为了达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，以质量百分比计，制备所述改性羟基丙烯酸水分散体的原料包括：

甲基丙烯酸甲酯，20～35wt％；

丙烯酸异辛酯，5～15wt％；

丙烯酸，3.1～6.2wt％；

聚环氧乙烷，0.1～1wt％；

N,N-二甲基乙醇胺，5～10wt％；

有机溶剂，3～5wt％；

去离子水，30～50wt％；

引发剂，2～4wt％；

链转移剂，1～2wt％。

优选的是，所述聚环氧乙烷的分子量范围为1×10⁵～1×10⁶。

优选的是，所使用的溶剂及其相对体积比范围为：乙二醇单丁醚:100#溶剂油＝5:1～1:1。

优选的是，所述引发剂为过氧化二叔戊基、过氧化苯甲酸叔戊酯或3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯中的至少一种。

优选的是，所述链转移剂为十二烷基硫醇。

更进一步的，本案还提供一种制备上述具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体的方法，通过以下步骤制得：

第一步：将聚环氧乙烷溶解于有机溶剂中，升温至80～120℃，搅拌10～30分钟，使其充分溶解；

第二步：将引发剂、链转移剂溶解于丙烯酸酯单体混合物中，利用恒压滴液漏斗，逐步将加入引发剂、链转移剂的单体混合物滴入第一步的溶剂中，反应温度控制在120～150℃，滴加时间控制在2～6小时，滴加完毕后，在此温度下再反应1～5小时；

第三步：反应体系降温至60～90℃，逐步滴加N,N-二甲基乙醇胺，滴加时间控制在10～30分钟，滴加结束后，再在此温度下反应1～3小时；

第四步：降温至40～60℃，加入水，以1000转/分钟的转速快速搅拌使其反应体系混合均匀，得到具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体。

本发明的有益效果是：

1、利用组成涂料的两种树脂其不同的折射率，从而使得涂层体系具有亚光效果，从而避免了常用树脂在制备亚光漆的时候，要解决消光剂在树脂中的分散和贮存问题。

2、利用溶液聚合制备羟基丙烯酸树脂，使其成盐后分散在水相体系中，从而得到环保的水性体系树脂，反应简单，有效可控。制备得到的树脂，符合环保要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，以质量百分比计，制备该改性羟基丙烯酸水分散体的原料包括：

甲基丙烯酸甲酯，35wt％；

丙烯酸异辛酯，5wt％；

丙烯酸，3.1wt％；

聚环氧乙烷，0.1wt％；

N,N-二甲基乙醇胺，5wt％；

有机溶剂，5wt％；

去离子水，43.8wt％；

引发剂，2wt％；

链转移剂，1wt％。

其中，聚环氧乙烷的分子量为1×10⁶，有机溶剂为乙二醇单丁醚与100#溶剂油的1:1混合溶剂，引发剂为过氧化苯甲酸叔戊酯，链转移剂为十二烷基硫醇。

制备上述具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体的具体步骤如下：

第一步：将聚环氧乙烷溶解于有机溶剂中，升温至120℃，搅拌30分钟，使其充分溶解；

第二步：将引发剂、链转移剂溶解于丙烯酸酯单体混合物中，利用恒压滴液漏斗，逐步将加入引发剂、链转移剂的单体混合物滴入第一步的溶剂中，反应温度控制在150℃，滴加时间控制在2小时，滴加完毕后，在此温度下再反应1小时；

第三步：反应体系降温至90℃，逐步滴加N,N-二甲基乙醇胺，滴加时间控制在10分钟，滴加结束后，再在此温度下反应1小时；

第四步：降温至60℃，加入水，以1000转/分钟的转速快速搅拌使其反应体系混合均匀，得到具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体。

实施例2

一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，以质量百分比计，制备该改性羟基丙烯酸水分散体的原料包括：

甲基丙烯酸甲酯，20wt％；

丙烯酸异辛酯，5.6wt％；

丙烯酸，6.2wt％；

聚环氧乙烷，1wt％；

N,N-二甲基乙醇胺，10wt％；

有机溶剂，3.5wt％；

去离子水，50wt％；

引发剂，2.5wt％；

链转移剂，1.2wt％。

其中，聚环氧乙烷的分子量为1×10⁵，有机溶剂为乙二醇单丁醚与100#溶剂油的5:1混合溶剂，引发剂为过氧化二叔戊基，链转移剂为十二烷基硫醇。

制备上述具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体的具体步骤如下：

第一步：将聚环氧乙烷溶解于有机溶剂中，升温至80℃，搅拌10分钟，使其充分溶解；

第二步：将引发剂、链转移剂溶解于丙烯酸酯单体混合物中，利用恒压滴液漏斗，逐步将加入引发剂、链转移剂的单体混合物滴入第一步的溶剂中，反应温度控制在120℃，滴加时间控制在6小时，滴加完毕后，在此温度下再反应5小时；

第三步：反应体系降温至60℃，逐步滴加N,N-二甲基乙醇胺，滴加时间控制在30分钟，滴加结束后，再在此温度下反应3小时；

第四步：降温至40℃，加入水，以1000转/分钟的转速快速搅拌使其反应体系混合均匀，得到具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体。

实施例3

一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，以质量百分比计，制备该改性羟基丙烯酸水分散体的原料包括：

甲基丙烯酸甲酯，32wt％；

丙烯酸异辛酯，15wt％；

丙烯酸，4.65wt％；

聚环氧乙烷，0.85wt％；

N,N-二甲基乙醇胺，7.5wt％；

有机溶剂，4wt％；

去离子水，30wt％；

引发剂，4wt％；

链转移剂，2wt％。

其中，聚环氧乙烷的分子量为8×10⁵，有机溶剂为乙二醇单丁醚与100#溶剂油的2:1混合溶剂，引发剂为过氧化二叔戊基，链转移剂为十二烷基硫醇。

制备上述具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体的具体步骤如下：

第一步：将聚环氧乙烷溶解于有机溶剂中，升温至110℃，搅拌25分钟，使其充分溶解；

第二步：将引发剂、链转移剂溶解于丙烯酸酯单体混合物中，利用恒压滴液漏斗，逐步将加入引发剂、链转移剂的单体混合物滴入第一步的溶剂中，反应温度控制在140℃，滴加时间控制在3小时，滴加完毕后，在此温度下再反应4小时；

第三步：反应体系降温至80℃，逐步滴加N,N-二甲基乙醇胺，滴加时间控制在15分钟，滴加结束后，再在此温度下反应1.5小时；

第四步：降温至45℃，加入水，以1000转/分钟的转速快速搅拌使其反应体系混合均匀，得到具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体。

实施例4

一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，以质量百分比计，制备该改性羟基丙烯酸水分散体的原料包括：

甲基丙烯酸甲酯，28wt％；

丙烯酸异辛酯，10wt％；

丙烯酸，5.58wt％；

聚环氧乙烷，0.42wt％；

N,N-二甲基乙醇胺，9wt％；

有机溶剂，3wt％；

去离子水，39.5wt％；

引发剂，3wt％；

链转移剂，1.5wt％。

其中，聚环氧乙烷的分子量为2×10⁵，有机溶剂为乙二醇单丁醚与100#溶剂油的4:1混合溶剂，引发剂为3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯，链转移剂为十二烷基硫醇。

制备上述具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体的具体步骤如下：

第一步：将聚环氧乙烷溶解于有机溶剂中，升温至85℃，搅拌15分钟，使其充分溶解；

第二步：将引发剂、链转移剂溶解于丙烯酸酯单体混合物中，利用恒压滴液漏斗，逐步将加入引发剂、链转移剂的单体混合物滴入第一步的溶剂中，反应温度控制在130℃，滴加时间控制在5小时，滴加完毕后，在此温度下再反应2小时；

第三步：反应体系降温至70℃，逐步滴加N,N-二甲基乙醇胺，滴加时间控制在25分钟，滴加结束后，再在此温度下反应2.5小时；

第四步：降温至55℃，加入水，以1000转/分钟的转速快速搅拌使其反应体系混合均匀，得到具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体。

按照实施例1～4，合成具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，加入对应比例的水性聚氨酯固化剂，本发明选用德国拜尔公司的水性聚氨酯固化剂其商品代号为2650。经过室温固化，放置7天后，测试其光泽、透明度、吸水率。测试结果如下表所示：

项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					光泽	42.3	9.2	15.6	23.4
透明度	3	1	2	2
					吸水率/％	8.2	5.3	6.4	7.2

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，其特征在于，以质量百分比计，制备所述改性羟基丙烯酸水分散体的原料包括：

甲基丙烯酸甲酯，20～35wt％；

丙烯酸异辛酯，5～15wt％；

丙烯酸，3.1～6.2wt％；

聚环氧乙烷，0.1～1wt％；

N,N-二甲基乙醇胺，5～10wt％；

有机溶剂，3～5wt％；

去离子水，30～50wt％；

引发剂，2～4wt％；

链转移剂，1～2wt％；

其中，所述聚环氧乙烷的分子量范围为1×10⁵～1×10⁶；所述引发剂为过氧化二叔戊基、过氧化苯甲酸叔戊酯或3,3-双(叔戊基过氧)丁酸乙酯中的至少一种。

2.如权利要求1所述的具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，其特征在于，所使用的溶剂及其相对体积比范围为：乙二醇单丁醚:100#溶剂油＝5:1～1:1。

3.如权利要求1所述的具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体，其特征在于，所述链转移剂为十二烷基硫醇。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体的制备方法，其特征在于，通过以下步骤制得：

第一步：将聚环氧乙烷溶解于有机溶剂中，升温至80～120℃，搅拌10～30分钟，使其充分溶解；

第二步：将引发剂、链转移剂溶解于丙烯酸酯单体混合物中，利用恒压滴液漏斗，逐步将加入引发剂、链转移剂的单体混合物滴入第一步的溶剂中，反应温度控制在120～150℃，滴加时间控制在2～6小时，滴加完毕后，在此温度下再反应1～5小时；

第三步：反应体系降温至60～90℃，逐步滴加N,N-二甲基乙醇胺，滴加时间控制在10～30分钟，滴加结束后，再在此温度下反应1～3小时；

第四步：降温至40～60℃，加入水，以1000转/分钟的转速快速搅拌使其反应体系混合均匀，得到具有亚光效果的改性羟基丙烯酸水分散体。