CN110527413B - 一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用，属于醇酸树脂的技术领域，按重量份数计，包括醇酸树脂40～90份、丙烯酸树脂10～60份、中和剂2～5份以及去离子水150‑200份；所述醇酸树脂包括不饱和脂肪酸Ⅰ40～50份、三羟甲基丙烷20～30份、季戊四醇18～22份、苯酐14～16份、苯甲酸8～10份和二甲苯5～10份；所述丙烯酸树脂包括改性不饱和脂肪酸20～50份，丙烯酸类单体70～90份以及引发剂5～10份；所述的改性不饱和脂肪酸，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯30～34份，不饱和脂肪酸Ⅱ65～70份。本发明分别合成改性的多羧基的丙烯酸树脂，多羟基的醇酸树脂，后将两者共混进行高温缩合反应，得到丙烯酸改性的水性醇酸分散体，用其制备的防锈漆VOC含量小于1％，耐水解性能好，干燥速度较快，硬度高。

Description

一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料的技术领域，涉及一种醇酸树脂，具体涉及一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体和防锈漆应用以及各自的制备工艺。
背景技术
涂料是一种复合材料，可以对物体起到保护、装饰、标志及其它特殊作用，按溶剂的类型一般可将涂料划分为溶剂型和水溶性。溶剂型涂料干性和流平性好，漆膜平整有光泽，表面渗透性强且储存稳定性好，因此被广泛采用，但是随着VOC的限制标准越来越严格，公众的环保意识也越来越强，开发环境友好型的水性涂料成为热点。醇酸树脂是涂料行业使用最为广泛的树脂之一，其特点是成膜性好、附着力强、光泽高、漆膜丰满，性价比高，但是水性醇酸树脂相对于油性醇酸树脂耐水解性能较差，干燥速度慢，严重影响了水性醇酸的应用推广。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体及其制备方法和应用，解决了耐水解性能差，干燥速度慢的问题，远远低于国家工业漆VOC的排放标准，有较大的推广前景。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体，关键在于，按重量份数计，包括醇酸树脂40~90份、丙烯酸树脂10~60份、中和剂2~5份以及去离子水150-200份；所述醇酸树脂包括不饱和脂肪酸Ⅰ40~50份、三羟甲基丙烷20~30份、季戊四醇18~22份、苯酐14~16份、苯甲酸8~10份和二甲苯5~10份；所述丙烯酸树脂包括改性不饱和脂肪酸20~50份，丙烯酸类单体70~90份以及引发剂5~10份；
所述的改性不饱和脂肪酸，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）30~34份，不饱和脂肪酸Ⅱ65~70份。
进一步地，所述不饱和脂肪酸Ⅰ包括豆油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。
进一步地，所述的不饱和脂肪酸Ⅱ包括豆油酸、椰子油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。
进一步地，所述丙烯酸类单体包括10-20份酸性丙烯酸类单体和余量中性丙烯酸类单体；
酸性丙烯酸类单体包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸；
中性丙烯酸类单体包括丙烯酸丁酯，丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上。
所述丙烯酸树脂还包括0-30份的苯乙烯。进一步地，所述的引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、二叔戊基过氧化物其中的一种或两种以上。
进一步地，所述的中和剂包括氨水、二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇其中的一种或两种以上。
上述丙烯酸改性的水性醇酸分散体的制备方法，关键在于，包括以下步骤：
（1）按上述重量份数准备各组分；
（2）醇酸树脂的制备：将不饱和脂肪酸Ⅰ、三羟甲基丙烷、季戊四醇、苯酐、苯甲酸、二甲苯投入反应釜，升温到220~230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，真空抽除二甲苯，制得醇酸树脂，备用；
（3）丙烯酸树脂的制备：将甲基丙烯酸缩水甘油酯和不饱和脂肪酸Ⅱ加入反应瓶，在130~160℃反应1~3h，制得改性不饱和脂肪酸备用；
将20份~50份改性不饱和脂肪酸加入到三口瓶中，升温到100℃~140℃，缓慢滴加70~90份丙烯酸类单体，0-30份的苯乙烯和5-10份引发剂的混合液，滴加2~4h，滴加完毕后，保温3~5h，制得丙烯酸树脂；
（4）将40~90份醇酸树脂和10~60份丙烯酸树脂加入反应釜，升温至160℃~180℃，减压反应1~3h，降温到80℃加入2~5份中和剂，反应10min~30min，缓慢加入150~200份去离子水，得到淡黄色的水性醇酸分散体。
用上述丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备防锈漆，关键在于，按质量份数计，包括丙烯酸改性水性醇酸分散体35~40份、三乙胺0.2~1.0份、去离子水1~3份、乙二醇丁醚1~2份、磷酸铁锌4~7份、炭黑0.5~0.6份、钛白粉3~4份、沉淀硫酸钡4~7份、有机膨润土0.2~0.5份、分散剂BYK2012 0.4~0.7份、水性醇酸催干剂0.4~1.0份、消泡剂BYK012 0.01份。
上述丙烯酸改性的水性醇酸分散体防锈漆的制备方法，关键在于，将丙烯酸改性水性醇酸分散体、三乙胺、去离子水、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012，水性醇酸催干剂加入配料罐，搅拌10~20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以500~700 r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
本发明的有益效果是：
1、本发明中水性醇酸分散体相对分子质量3000~6000，VOC含量较低，小于1%，远远低于国家工业漆VOC的排放标准，有较大的推广前景，并且耐水解性能好，干燥速度较快，硬度高，成品漆耐性较好，应用于防锈漆中，也具有优异的耐水性、耐盐雾性、干性以及较高硬度。
2、本发明设计了丙烯酸树脂和醇酸树脂通过酯键连接，丙烯酸树脂中含有较多的羧基，中和后，亲水性增强，自动排列在乳液球的外侧，醇酸部分疏水，排列在乳液球的内侧，使水性醇酸分散体具有独特的醇酸—丙烯酸核壳结构，有效的阻碍缓解了水分子进入醇酸树脂内部降解其酯键，因此耐水解性较好。
3、本发明采用GMA改性不饱和脂肪酸Ⅱ，不饱和脂肪酸的双键自由基反应并不活泼，在其中引入GMA的双键，其双键更为活泼，能够充分地和丙烯酸单体反应聚合，丙烯酸树脂和醇酸树脂反应主要是-COOH和-OH脱水酯化反应，丙烯酸树脂中引入不饱和脂肪酸可以增强两者的相容性，以及降低整体树脂的粘度，可以后期不再添加溶剂，从而降低了树脂的VOC排放。
4、本发明水性醇酸分散体耐候性好主要是醇酸树脂中引入了丙烯酸树脂。丙烯酸树脂本身的耐候性就好于醇酸树脂，干燥速度快是因为丙烯酸树脂的玻璃化转变温度容易设计，最终的产品干燥速度变快。
附图说明
图1是GPC法测定实施例1水性醇酸分散体的分子量和分子量分布曲线。
图2是实施例1的数据处理分析。
图3是GPC法测定对比例1水性醇酸分散体的分子量和分子量分布曲线。
图4是对比例1的数据处理分析。
图5 是GPC法测定对比例2水性醇酸分散体的分子量和分子量分布曲线。
图6是对比例2的数据处理分析。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的说明,若无特别说明，下述用量均按质量份数计。
一、具体实施例
实施例1
1、改性醇酸分散体的制备：
（1）醇酸树脂的制备：将豆油酸46份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷25份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为5，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将66份豆油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到150℃反应3h，制得GMA改性豆油酸，降温备用；
将30份GMA改性豆油酸加入到三口瓶中升温到120℃，将20份苯乙烯、25份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸辛酯、15份丙烯酸、5份过氧化苯甲酸叔丁酯混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂60份和丙烯酸树脂40份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份三乙胺，反应15min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备上述淡黄色水性醇酸分散体35份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例2
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将亚麻油酸46份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷5份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为6，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将66份豆油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到130℃反应1h，制得GMA改性豆油酸，降温备用；将30份GMA改性豆油酸加入到三口瓶中升温到120℃，将20份苯乙烯、25份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸辛酯、10份丙烯酸、5份甲基丙烯酸、5份过氧化苯甲酸叔丁酯混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂70份和丙烯酸树脂30份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份三乙胺，反应15min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体35份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例3
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将桐油酸20份、椰子油酸10份、脱水蓖麻油酸10份、季戊四醇18份、三羟甲基丙烷20份、苯酐14份、苯甲酸8份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到220℃，脱水酯化，反应至酸值为7，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将66份椰子油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到160℃反应2h，制得GMA改性椰子油酸，降温备用；将30份GMA改性椰子油酸加入到三口瓶中升温到100℃，将30份苯乙烯、10份甲基丙烯酸、45份丙烯酸丁酯、35份甲基丙烯酸甲酯、5份偶氮二异丁腈混合液滴加到反应瓶中，2h滴毕，保温5h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂70份和丙烯酸树脂30份加入到反应瓶中升温到160℃，减压反应1h，降温到80℃，加入3份氨水，反应10min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体35份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例4
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将脱水蓖麻油酸50份、季戊四醇22份、三羟甲基丙烷30份、苯酐16份、苯甲酸10份、二甲苯10份投入到反应釜中，升温到225℃，脱水酯化，反应至酸值为8，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将65份椰子油酸和30份GMA加入到三口瓶中，升温到140℃反应2.5h，制得GMA改性椰子油酸，降温备用；将50份GMA改性椰子油酸加入到三口瓶中升温到140℃，将30份甲基丙烯酸甲酯、10份丙烯酸辛酯、20份甲基丙烯酸、10份丙烯酸、10份丙烯酸丁酯、10份过氧化苯甲酰混合液滴加到反应瓶中，4h滴毕，保温5h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂90份和丙烯酸树脂10份加入到反应瓶中升温到180℃，减压反应3h，降温到80℃，加入5份二甲基乙醇胺，反应30min，缓慢加入去离子水200份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体40份、三乙胺1.0份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌7份、炭黑0.6份、钛白粉4份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.5份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂1.0份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌18min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例5
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂：将豆油酸20份、脱水蓖麻油酸20份、季戊四醇10份、三羟甲基丙烷25份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯8份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为9，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂：将15份桐油酸、16份椰子油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到150℃反应3h，制得GMA改性脂肪酸，降温备用；将25份GMA改性脂肪酸加入到三口瓶中升温到110℃，将20份丙烯酸，25份丙烯酸辛酯、35份丙烯酸丁酯、7份过氧化二叔丁基混合液滴加到反应瓶中，3h滴毕，保温4h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂50份和丙烯酸树脂40份加入到反应瓶中升温到175℃，减压反应1h，降温到80℃，加入4份2-氨基-2-甲基-1-丙醇，反应25min，缓慢加入去离子水180份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体38份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例6
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将豆油酸20份、亚麻油酸20份、桐油酸5份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷30份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为9.5，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将50份亚麻油酸、16份椰子油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到160℃反应3h，制得GMA改性脂肪酸，降温备用；将40份GMA改性脂肪酸加入到三口瓶中升温到135℃，将25份苯乙烯、55份甲基丙烯酸甲酯、15份甲基丙烯酸、5份二叔戊基过氧化物混合液滴加到反应瓶中，3.5h滴毕，保温4.5h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂70份和丙烯酸树脂60份加入到反应瓶中升温到165℃，减压反应2.5h，降温到80℃，加入3份氨水、2份二甲基乙醇胺，反应20min，缓慢加入去离子水190份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体36份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例7
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将亚麻油酸10份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷30份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为5.5，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将66份桐油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到140℃反应3h，制得GMA改性脂肪酸，降温备用；将30份GMA改性脂肪酸加入到三口瓶中升温到120℃，将35份苯乙烯、20份甲基丙烯酸、70份丙烯酸辛酯、5份偶氮二异丁腈、3份过氧化二叔丁基混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂80份和丙烯酸树脂20份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份二甲基乙醇胺、1份三乙胺，反应15min，缓慢加入去离子水170份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体40份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例8
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将豆油酸20份、季戊四醇10份、三羟甲基丙烷25份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为5，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将50份桐油酸、16份椰子油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到130℃反应3h，制得GMA改性脂肪酸，降温备用；将45份GMA改性脂肪酸加入到三口瓶中升温到120℃，将70份丙烯酸丁酯、10份丙烯酸、5份过氧化苯甲酰、二叔戊基过氧化物混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂70份和丙烯酸树脂30份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份三乙胺、2份2-氨基-2-甲基-1-丙醇，反应15min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体35份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例9
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将亚麻油酸15份、豆油酸20份、脱水蓖麻油酸20份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷24份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为6，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将66份椰子油酸和33份GMA加入到三口瓶中，升温到140℃反应2h，制得GMA改性脂肪酸，降温备用；将30份GMA改性脂肪酸加入到三口瓶中升温到130℃，将30份苯乙烯、20份丙烯酸、20份份丙烯酸丁酯、30份甲基丙烯酸甲酯、5份过氧化二叔丁基混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂45份和丙烯酸树脂55份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份二甲基乙醇胺，反应15min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体35份、三乙胺1.0份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌18min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
实施例10
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将豆油酸5份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷20份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为5，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将15份豆油酸、椰子油酸、亚麻油酸和66份GMA加入到三口瓶中，升温到150℃反应3h，制得GMA改性脂肪酸，降温备用；将30份GMA改性脂肪酸加入到三口瓶中升温到140℃，将20份丙烯酸、20份份丙烯酸辛酯、30份甲基丙烯酸甲酯、5份过氧化苯甲酰混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂60份和丙烯酸树脂50份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份三乙胺，反应15min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体40份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
对比例1
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将豆油酸46份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷25份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为5，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将30份豆油酸加入到三口瓶中升温到120℃，将20份苯乙烯、25份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸辛酯、15份丙烯酸、5份过氧化苯甲酸叔丁酯混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂60份和丙烯酸树脂40份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份三乙胺，反应15min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体35份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20分钟，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
对比例2
1、改性水性醇酸分散体的制备
（1）醇酸树脂的制备：将亚麻油酸46份、季戊四醇20份、三羟甲基丙烷5份、苯酐15份、苯甲酸9份、二甲苯5份投入到反应釜中，升温到230℃，脱水酯化，反应至酸值为6，减压抽除二甲苯，制得醇酸树脂，降温取出备用；
（2）丙烯酸树脂的制备：将30份豆油酸加入到三口瓶中，升温到120℃，将20份苯乙烯、25份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸辛酯、10份丙烯酸、5份甲基丙烯酸、5份过氧化苯甲酸叔丁酯混合液滴加到反应瓶中，2.5h滴毕，保温3h，制得丙烯酸树脂，降温取出备用；
（3）将上述醇酸树脂70份和丙烯酸树脂30份加入到反应瓶中升温到170℃，减压反应2h，降温到80℃，加入3份三乙胺，反应15min，缓慢加入去离子水150份，得到淡黄色水性醇酸分散体。
2、改性水性醇酸分散体制备防锈漆的应用试验
准备淡黄色水性醇酸分散体35份、三乙胺0.7份、去离子水3份、乙二醇丁醚2份、磷酸铁锌5份、炭黑0.6份、钛白粉3份、沉淀硫酸钡7份、有机膨润土0.2份、分散剂BYK2012 0.7份、水性醇酸催干剂0.6份、消泡剂BYK012 0.01份；
将淡黄色水性醇酸分散体、三乙胺、去离子、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012、水性醇酸催干剂加入配漆罐搅拌20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以700r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
二、性能测试
水性醇酸分散体的性能指标对比如下表1。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
如上表1和图1-6，采用waters1525凝胶渗透色谱仪对水性醇酸分散体进行分子量测试，并进行数据处理，对比例1出现了5211和183两个峰，对比例2出现了4295和238两个峰，而实施例1加入GMA改性的水性醇酸分散体只出现了单峰3623，这是因为没有加入GMA改性的水性醇酸分散体反应不够完全，说明引入GMA的双键，能够充分地和丙烯酸单体反应聚合。
将上述实施例1-10和对比例1-2配出的防锈漆涂料进行按照HG/T4847-2015检测，检测结果见表2。
表2
Figure 730374DEST_PATH_IMAGE002

Claims (8)

1.一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆，其特征在于，按重量份数计，包括丙烯酸改性水性醇酸分散体35~40份、三乙胺0.2~1.0份、去离子水1~3份、乙二醇丁醚1~2份、磷酸铁锌4~7份、炭黑0.5~0.6份、钛白粉3~4份、沉淀硫酸钡4~7份、有机膨润土0.2~0.5份、分散剂BYK2012 0.4~0.7份、水性醇酸催干剂0.4~1.0份、消泡剂BYK012 0.01份；
所述丙烯酸改性的水性醇酸分散体，按重量份数计，包括醇酸树脂40~90份、丙烯酸树脂10~60份、中和剂2~5份以及去离子水150-200份；所述醇酸树脂包括不饱和脂肪酸Ⅰ40~50份、三羟甲基丙烷20~30份、季戊四醇18~22份、苯酐14~16份、苯甲酸8~10份和二甲苯5~10份；所述丙烯酸树脂包括改性不饱和脂肪酸20~50份，丙烯酸类单体70~90份，以及引发剂5~10份；
所述的改性不饱和脂肪酸，包括甲基丙烯酸缩水甘油酯30~34份，不饱和脂肪酸Ⅱ65~70份；
所述丙烯酸改性的水性醇酸分散体的制备方法，包括以下步骤：
（1）按上述重量份数准备各组分；
（2）醇酸树脂的制备：将不饱和脂肪酸Ⅰ、三羟甲基丙烷、季戊四醇、苯酐、苯甲酸、二甲苯投入反应釜，升温到220~230℃，脱水酯化，反应至酸值小于10，真空抽除二甲苯，制得醇酸树脂，备用；
（3）丙烯酸树脂的制备：将甲基丙烯酸缩水甘油酯和不饱和脂肪酸Ⅱ加入反应瓶，在130~160℃反应1~3h，制得改性不饱和脂肪酸备用；
将20份~50份改性不饱和脂肪酸加入到三口瓶中，升温到100℃~140℃，缓慢滴加70~90份丙烯酸类单体，5-10份引发剂的混合液，滴加2~4h，滴加完毕后，保温3~5h，制得丙烯酸树脂；
（4）将40~90份醇酸树脂和10~60份丙烯酸树脂加入反应釜，升温至160℃~180℃，减压反应1~3h，降温到80℃加入2~5份中和剂，反应10min~30min，缓慢加入150~200份去离子水，得到淡黄色的水性醇酸分散体。
2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆，其特征在于，所述不饱和脂肪酸Ⅰ包括豆油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆，其特征在于，所述的不饱和脂肪酸Ⅱ包括豆油酸、椰子油酸、亚麻油酸、桐油酸、脱水蓖麻油酸中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括10-20份酸性丙烯酸类单体和余量中性丙烯酸类单体；
酸性丙烯酸类单体包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸；
中性丙烯酸类单体包括丙烯酸丁酯，丙烯酸辛酯，甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆，其特征在于，所述丙烯酸树脂还包括0-30份的苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆，其特征在于，所述的引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二叔丁基、二叔戊基过氧化物其中的一种或两种以上。
7.根据权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆，其特征在于，所述的中和剂包括氨水、二甲基乙醇胺、三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇其中的一种或两种以上。
8.如权利要求1所述的一种丙烯酸改性的水性醇酸分散体制备的防锈漆的制备方法，其特征在于，按权利要求1所述重量份数准备各组分，将丙烯酸改性水性醇酸分散体、三乙胺、去离子水、乙二醇丁醚、分散剂BYK2012，水性醇酸催干剂加入配料罐，搅拌10~20min，加入磷酸铁锌、炭黑、钛白粉、沉淀硫酸钡、有机膨润土、消泡剂，以500~700 r/min的速度搅拌均匀后，将浆料加入研磨机研磨至细度35μm，制得防锈漆。
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Denomination of invention: A waterborne alkyd dispersion modified by acrylic acid and its preparation method and application

Effective date of registration: 20230506

Granted publication date: 20210824

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Nanxiong Sub branch

Pledgor: GUANGDONG HENGGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2023980039881