CN112142920A - 一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法、使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法、使用方法，该羟基丙烯酸乳液中包含羟基丙烯酸颗粒，所述羟基丙烯酸颗粒包括硬壳以及包裹在所述硬壳内的种子乳液；所述种子乳液为含有羟基丙烯酸结构的乳化悬液，所述硬壳为含有羟基丙烯酸结构的壳体；所述壳体上还修饰有水性UV树脂结构。羟基丙烯酸乳液中的羟基丙烯酸颗粒，具有软核种子乳液，硬壳含有羟基及羧基，既保证了硬度，又显著降低了最低的成膜温度，使其能够在室温下容易成膜；所制成的膜的光泽度和硬度高、柔韧性好、附着力强、耐冲击；羟基丙烯酸乳液中固含量较高、凝聚物的含量少、粒径分布窄、稳定性高。

Description

一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法、使用方法
技术领域
本发明涉及水性涂料技术领域，尤其是指一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法、使用方法。
背景技术
随着人们对环保要求的日益加强，溶剂型涂料得到限制，水性环保涂料得到大力发展。而水性羟基丙烯酸树脂涂料因其兼具聚氨酯和丙烯酸树脂的优点成为其中开发的一个热点，目前已广泛应用于工业生产和人们的生活中。但由于羟基丙烯酸乳液存在羟基含量偏低，固含量很难提高且粒径普遍偏大，机械稳定性及化学稳定性差，不能很好地乳化分散固化剂，因而导致漆膜的交联密度不够，光泽度低且性能较差的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：制备一种固含量高、粒径小、稳定性高的羟基丙烯酸乳液，应用该乳液漆膜时，改善羟基丙烯酸涂料膜的交联密度、光泽度和性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种羟基丙烯酸乳液，包含羟基丙烯酸颗粒，所述羟基丙烯酸颗粒包括硬壳以及包裹在所述硬壳内的种子乳液；所述种子乳液为含有羟基丙烯酸结构的乳化悬液，所述硬壳为含有羟基丙烯酸结构的壳体；所述壳体上还修饰有水性UV树脂结构。
进一步地，所述的羟基丙烯酸乳液由以下重量份材料反应形成：100-200份的去离子水、30-80份的甲基丙烯酸甲酯、15-70份的丙烯酸丁酯、1-20份的羟基丙烯酸单体、0.5-5份的不饱和羧酸、1-6份的功能单体、0.2-3份的乳化剂、1-10份的水性UV单体、0.3-2份的过硫酸铵、0.1-0.8份的碳酸氢钠、0.1-1份的3-疏基丙酸丁酯、0.3-1份的二乙基羟胺和0.1-0.5份的非对称受阻酚抗氧化剂；其中，所述乳化悬液中含有60-70％的去离子水，30-50％的甲基丙烯酸甲酯，50-70％的丙烯酸丁酯，25-45％的羟基丙烯酸单体，30-50％的功能单体，30-70％的乳化剂，30-50％的过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯。
进一步地，所述羟基丙烯酸单体为
Figure BDA0002706576130000021
中的一种或几种，其中，R1为-H或-CH3，R2为
Figure BDA0002706576130000022
n1的取值范围为1-10，n2的取值范围为1-10，R3为-H或-CH3。
进一步地，所述水性UV单体为非离子型自乳化聚氨酯改性UV树脂，官能度为2-6。
进一步地，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸中的一种或几种。
进一步地，所述功能单体为甲基丙烯酸三氟乙醇酯、甲基丙烯酸三乙氧基硅烷四氟丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
进一步地，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯二苯醚磺酸钠、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种；所述非对称受阻酚抗氧化剂为巴斯夫抗氧剂245。
一种羟基丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照配方准备去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟基丙烯酸单体、不饱和羧酸、功能单体、乳化剂、水性UV单体、过硫酸铵、碳酸氢钠、3-疏基丙酸丁酯、二乙基羟胺和非对称受阻酚抗氧化剂。
S2：往聚合釜内投入配方中的60-70％的去离子水、30-50％的甲基丙烯酸甲酯、50-70％的丙烯酸丁酯、25-45％的羟基丙烯酸单体、30-50％的功能单体、30-70％的乳化剂、30-50％的过硫酸铵、100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至50-70℃反应2-4h得到种子乳液。
S3：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟基丙烯酸单体、功能单体、乳化剂与不饱和羧酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，滴加完成后升温至80-90℃，保温反应1-5h。
S4：加入二乙基羟胺和非对称受阻酚抗氧化剂后出料即得到羟基丙烯酸乳液。
进一步地，在所述步骤S3中，滴加时间控制在2-5h；在所述步骤S4中，出料前，还加入的二乙醇胺将pH值调节至7-8，然后经过250-400目滤网过滤。
一种羟基丙烯酸乳液的使用方法，按照n(NCO)：n(OH)＝1-2:1的比例将羟基丙烯酸乳液与水性异氰酸酯固化剂进行复配后漆膜，其中，所述羟基丙烯酸乳液中羟基的摩尔量为n(OH)，所述水性异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔量为n(NCO)。
本发明的有益效果在于：羟基丙烯酸乳液中的羟基丙烯酸颗粒，具有软核种子乳液，硬壳含有羟基及羧基，既保证了硬度，又显著降低了最低的成膜温度，使其能够在室温下容易成膜；所制成的膜的光泽度和硬度高、柔韧性好、附着力强、耐冲击；羟基丙烯酸乳液中固含量较高、凝聚物的含量少、粒径分布窄、稳定性高。
具体实施方式
本发明最关键的构思在于：用含有羟基及羧基的硬壳包裹软核种子乳液，形成稳定的羟基丙烯酸颗粒。
为了进一步论述本发明构思的可行性，根据本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果的具体实施方式详予说明。
实施例1
一种羟基丙烯酸乳液，包含羟基丙烯酸颗粒，所述羟基丙烯酸颗粒包括硬壳以及包裹在所述硬壳内的种子乳液；所述种子乳液为含有羟基丙烯酸结构的乳化悬液，所述硬壳为含有羟基丙烯酸结构的壳体；所述壳体上还修饰有水性UV树脂结构。
所述的羟基丙烯酸乳液由以下重量份材料反应形成：100-200份的去离子水、30-80份的甲基丙烯酸甲酯、15-70份的丙烯酸丁酯、1-20份的羟基丙烯酸单体、0.5-5份的不饱和羧酸、1-6份的功能单体、0.2-3份的乳化剂、1-10份的水性UV单体、0.3-2份的过硫酸铵、0.1-0.8份的碳酸氢钠、0.1-1份的3-疏基丙酸丁酯、0.3-1份的二乙基羟胺和0.1-0.5份的非对称受阻酚抗氧化剂；其中，所述乳化悬液中含有60-70％的去离子水，30-50％的甲基丙烯酸甲酯，50-70％的丙烯酸丁酯，25-45％的羟基丙烯酸单体，30-50％的功能单体，30-70％的乳化剂，30-50％的过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯。
实施例2
在实施例1的基础上，所述羟基丙烯酸单体为
Figure BDA0002706576130000041
Figure BDA0002706576130000042
中的一种或几种，其中，R1为-H或-CH3，R2为
Figure BDA0002706576130000043
Figure BDA0002706576130000044
n1的取值范围为1-10，n2的取值范围为1-10，R3为-H或-CH3。
所述水性UV单体为非离子型自乳化聚氨酯改性UV树脂，官能度为2-6。
所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸中的一种或几种。
所述功能单体为甲基丙烯酸三氟乙醇酯、甲基丙烯酸三乙氧基硅烷四氟丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯二苯醚磺酸钠、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
所述非对称受阻酚抗氧化剂为巴斯夫抗氧剂245。
实施例3
上述实施例1-2中的羟基丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照配方准备去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟基丙烯酸单体、不饱和羧酸、功能单体、乳化剂、水性UV单体、过硫酸铵、碳酸氢钠、3-疏基丙酸丁酯、二乙基羟胺和非对称受阻酚抗氧化剂。
S2：往聚合釜内投入配方中的60-70％的去离子水、30-50％的甲基丙烯酸甲酯、50-70％的丙烯酸丁酯、25-45％的羟基丙烯酸单体、30-50％的功能单体、30-70％的乳化剂、30-50％的过硫酸铵、100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至50-70℃反应2-4h得到种子乳液。
S3：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟基丙烯酸单体、功能单体、乳化剂与不饱和羧酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，滴加时间控制在2-5h；滴加完成后升温至80-90℃，保温反应1-5h。
S4：加入二乙基羟胺和非对称受阻酚抗氧化剂，加入二乙醇胺将pH值调节至7-8，用250-400目滤网过滤后出料即得到羟基丙烯酸乳液。
在所述步骤S4中，二乙基羟胺和非对称受阻酚抗氧化剂的加入顺序不分先后。
实施例4
一种羟基丙烯酸乳液的使用方法，按照n(NCO)：n(OH)＝1-2:1比例将羟基丙烯酸乳液与水性异氰酸酯固化剂进行复配后漆膜，其中，所述羟基丙烯酸乳液中羟基的摩尔量为n(OH)，所述水性异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔量为n(NCO)。
为进一步论述本发明方案的可行性，结合以下试验例做进一步的论述，其中，水性UV单体的具体结构详见专利CN202010372244.8。
试验例1
S1：称取：去离子水：108份；甲基丙烯酸甲酯：50份；丙烯酸丁酯：34.8份；丙烯酸羟丙酯：3.9份；甲基丙烯酸：0.85份；甲基丙烯酸三氟乙醇酯：1.7份；十二烷基磺酸钠：1.27份；水性UV单体：5.09份；过硫酸铵：1.27份；碳酸氢钠：0.17份；3-疏基丙酸丁酯：0.25份；二乙基羟胺：00.42份；巴斯夫抗氧剂245：0.25份。
S2：种子乳液的制备：在聚合釜内分别投入60％的去离子水，35％的甲基丙烯酸甲酯，60％的丙烯酸丁酯，30％的丙烯酸羟丙酯，50％的甲基丙烯酸三氟乙醇酯，40％的十二烷基磺酸钠，40％的引发剂过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至60℃反应3小时。
S3：羟基丙烯酸乳液的制备：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸三氟乙醇酯、十二烷基磺酸钠与甲基丙烯酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，控制在2小时滴完，升温至80℃保温反应2小时。
S4：后处理：加入二乙基羟胺及巴斯夫抗氧剂245，加入二乙醇胺调节pH至7-8。300目滤网过滤出料得到羟基丙烯酸乳液成品1。
试验例2
S1：称取去离子水：109份；甲基丙烯酸甲酯：45份丙烯酸丁酯：37.75份；甲基丙烯酸羟乙酯：4.55份；马来酸：1.24份；乙烯基三乙氧基硅烷：2.48份；2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸钠：0.41份；水性UV单体：6.62份；过硫酸铵：0.83份；碳酸氢钠：0.25份；3-疏基丙酸丁酯：0.25份；二乙基羟胺0.37份；巴斯夫抗氧剂245：0.25份。
S2：种子乳液的制备：在聚合釜内分别投入70％的去离子水，50％的甲基丙烯酸甲酯，60％的丙烯酸丁酯，40％的甲基丙烯酸羟乙酯，30％的乙烯基三乙氧基硅烷，40％的2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸钠，40％的引发剂过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至50℃反应3小时。
S3：羟基丙烯酸乳液的制备：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸钠与马来酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，控制在2小时滴完，升温至80℃保温反应3小时。
S4：后处理：加入二乙基羟胺及巴斯夫抗氧剂245，加入二乙醇胺调节pH至7-8。300目滤网过滤出料得到羟基丙烯酸乳液成品2。
试验例3
S1：称取：去离子水：115份；甲基丙烯酸甲酯：60份；丙烯酸丁酯：26份；甲基丙烯酸羟乙酯：5.16份；衣康酸：0.94份；甲基丙烯酸三氟乙醇酯：1.29份；十二烷基苯磺酸钠：1.29份；水性UV单体：3.44份；过硫酸铵：0.68份；碳酸氢钠：0.17份；3-疏基丙酸丁酯：0.34份；二乙基羟胺：0.43份；巴斯夫抗氧剂245：0.25份。
S2：种子乳液的制备：在聚合釜内分别投入60％的去离子水，40％的甲基丙烯酸甲酯，60％的丙烯酸丁酯，35％的甲基丙烯酸羟乙酯，40％的甲基丙烯酸三氟乙醇酯，50％的十二烷基苯磺酸钠，40％的引发剂过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至60℃反应4小时。
S3：羟基丙烯酸乳液的制备：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙醇酯、十二烷基苯磺酸钠与衣康酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，控制在3小时滴完，升温至90℃保温反应1小时。
S4：后处理：加入二乙基羟胺及巴斯夫抗氧剂245，加入二乙醇胺调节pH至7-8。300目滤网过滤出料得到羟基丙烯酸乳液成品3。
试验例4
S1：称取：去离子水：106份；甲基丙烯酸甲酯：50份；丙烯酸丁酯：33.3份；甲基丙烯酸羟丙酯：5.8份；马来酸：1份；甲基丙烯酸六氟丁酯：2.5份；十二烷基磺酸钠：1份；水性UV单体：4.16份；过硫酸铵：1份；碳酸氢钠：0.25份；3-疏基丙酸丁酯：0.41份；二乙基羟胺：0.41份；巴斯夫抗氧剂245：0.17份。
S2：种子乳液的制备：在聚合釜内分别投入65％的去离子水，45％的甲基丙烯酸甲酯，60％的丙烯酸丁酯，40％的羟基丙烯酸单体，50％的功能单体，70％的乳化剂，50％的引发剂过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至80℃反应2小时。
S3：羟基丙烯酸乳液的制备：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、十二烷基磺酸钠与马来酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，控制在3小时滴完，升温至90℃保温反应3小时。
S4：后处理：加入二乙基羟胺及巴斯夫抗氧剂245，加入二乙醇胺调节pH至7-8。300目滤网过滤出料得到羟基丙烯酸乳液成品4。
试验例5
S1：称取：去离子水：103份；甲基丙烯酸甲酯：50份；丙烯酸丁酯：34份；丙烯酸羟丙酯：4.19份；甲基丙烯酸：0.92份；甲基丙烯酸三氟乙醇酯：3.3份；烷基酚聚氧乙烯醚：0.59份；水性UV单体：5份；过硫酸铵：0.92份；碳酸氢钠：0.17份；3-疏基丙酸丁酯：0.25份；二乙基羟胺：0.42份；巴斯夫抗氧剂245：0.25份。
S2：种子乳液的制备：在聚合釜内分别投入60％的去离子水，30％的甲基丙烯酸甲酯，50％的丙烯酸丁酯，45％的丙烯酸羟丙酯，50％的甲基丙烯酸三氟乙醇酯，70％的烷基酚聚氧乙烯醚，50％的引发剂过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至70℃反应2小时。
S3：羟基丙烯酸乳液的制备：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸三氟乙醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚与甲基丙烯酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，控制在2小时滴完，升温至85℃保温反应3小时。
S4：后处理：加入二乙基羟胺及巴斯夫抗氧剂245，加入二乙醇胺调节pH至7-8。300目滤网过滤出料得到羟基丙烯酸乳液成品5。
试验例6
S1：称取：去离子水：114份；甲基丙烯酸甲酯：42.5份；丙烯酸丁酯：42.5份；丙烯酸羟丙酯：5.1份；甲基丙烯酸：0.68份；甲基丙烯酸六氟丁酯：1.7份；十二烷基磺酸钠：0.93份；水性UV单体：4.25份；过硫酸铵：1.27份；碳酸氢钠：0.17份；3-疏基丙酸丁酯：0.34份；二乙基羟胺：0.34份；巴斯夫抗氧剂245：0.25份。
S2：种子乳液的制备：在聚合釜内分别投入65％的去离子水，45％的甲基丙烯酸甲酯，60％的丙烯酸丁酯，30％的丙烯酸羟丙酯，30％的甲基丙烯酸六氟丁酯，60％的十二烷基磺酸钠，40％的引发剂过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至50℃反应4小时。
S3：羟基丙烯酸乳液的制备：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、十二烷基磺酸钠与甲基丙烯酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，控制在4小时滴完，升温至90℃保温反应2小时。
S4：后处理：加入二乙基羟胺及巴斯夫抗氧剂245，加入二乙醇胺调节pH至7-8。300目滤网过滤出料得到羟基丙烯酸乳液成品6。
试验例7
S1：称取：去离子水：109份；甲基丙烯酸甲酯：60份；丙烯酸丁酯：22.1份；甲基丙烯酸羟乙酯：7.4份；衣康酸：0.82份；甲基丙烯酸三氟乙醇酯：1.64份；烷基酚聚氧乙烯醚：0.4份；水性UV单体：5.75份；过硫酸铵：0.82份；碳酸氢钠：0.16份；3-疏基丙酸丁酯：0.25份；二乙基羟胺：0.41份；巴斯夫抗氧剂245：0.25份。
S2：种子乳液的制备：在聚合釜内分别投入60％的去离子水，50％的甲基丙烯酸甲酯，70％的丙烯酸丁酯，35％的甲基丙烯酸羟乙酯，50％的甲基丙烯酸三氟乙醇酯，40％的烷基酚聚氧乙烯醚，40％的引发剂过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至60℃反应2小时。
3.羟基丙烯酸乳液的制备：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚与衣康酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，控制在2.5小时滴完，升温至90℃保温反应1小时。
S4：后处理：加入二乙基羟胺及巴斯夫抗氧剂245，加入二乙醇胺调节pH至7-8。300目滤网过滤出料得到羟基丙烯酸乳液成品7。
上述试验例1-7制备得到的羟基丙烯酸乳液成品1-7，采用如下标准进行测试：
外观：GB/T1721-2008；固含量：GB/T1725-1979；粘度：GB/T2794-2013，用NDJ-85数显粘度计测试；羟基含量：GB/T 7193.2-1987不饱和聚酯树脂羟值测定方法；粒径：Mastersizer 3000超高速智能粒度分析仪；机械稳定性：SH/T1151-1992(2005)；化学稳定性：SH/T1608-1995。
根据上述方法测得的羟基丙烯酸乳液成品1-7的外观、固含量、羟基含量(基于固含量)、粘度、粒径、机械稳定性和化学稳定性(5％CaCl2溶液)结果详见表1。
表1羟基丙烯酸乳液成品测试结果
Figure BDA0002706576130000101
表2使用羟基丙烯酸乳液漆膜后膜的物理性能结果
Figure BDA0002706576130000102
按照n(NCO)：n(OH)＝1.5的比例将羟基丙烯酸乳液与Bayer 2655水性异氰酸酯固化剂进行复配后漆膜，室温下固化7天后进行性能测试，测试方法如下，测试结果详见表2：
硬度：按GB/T-6739-2006铅笔硬度；附着力：GB/T9286-1988划格器划格；柔韧性：GB/T1731-1993；光泽度：采用60°角WGG60-E4型光泽计依据GB/T9754-2007测试；耐冲击性：GB/T1732-1979。
由表1和表2可以看出，本发明采用核壳乳液聚合方法及阶梯升温聚合的方法对乳胶粒子设计，通过引入一定的水性UV树脂和可聚合氟硅单体聚合出高羟基含量的丙烯酸乳液。该丙烯酸乳液具有粒径小(＜200nm)，稳定性高，粘度低等特点，与水性异氰酸酯复配后可室温下固化成膜，交联密度高，硬度高，漆膜表面平整无起泡。
综上所述，本发明提供的一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法、使用方法，该制备方法中：采用甲基丙烯酸甲酯作为硬单体，丙烯酸丁酯作为软单体，通过调整软单体和硬单体的比例可以制备出不同Tg点的树脂；以水为溶剂，不使用有毒有害的有机溶剂，生产操作更加环保安全；通过在壳体表面引入水性UV树脂结构，既增加了交联密度，又提高了乳液的稳定性且减少了乳化剂的用量，所制的乳液平均粒径更低；采用阶梯升温聚合方法，使聚合反应更容易控制，减少了凝聚物的含量，粒径分布窄，乳液稳定性高，克服了传统工艺制备的水性羟丙树脂稳定性低的问题——一般随着羟基含量的增加，乳胶粒子表面的亲水性增加，平均粒径增大，其稳定性下降。制备所得的羟基丙烯酸乳液中的羟基丙烯酸颗粒，具有软核种子乳液，硬壳含有羟基及羧基，既保证了硬度，又显著降低了最低的成膜温度，使其能够在室温下容易成膜；所制成的膜的光泽度和硬度高、柔韧性好、附着力强、耐冲击；羟基丙烯酸乳液中固含量较高、凝聚物的含量少、粒径分布窄、稳定性高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种羟基丙烯酸乳液，其特征在于，包含羟基丙烯酸颗粒，所述羟基丙烯酸颗粒包括硬壳以及包裹在所述硬壳内的种子乳液；所述种子乳液为含有羟基丙烯酸结构的乳化悬液，所述硬壳为含有羟基丙烯酸结构的壳体；所述壳体上还修饰有水性UV树脂结构。
2.如权利要求1所述的羟基丙烯酸乳液，其特征在于，由以下重量份材料反应形成：100-200份的去离子水、30-80份的甲基丙烯酸甲酯、15-70份的丙烯酸丁酯、1-20份的羟基丙烯酸单体、0.5-5份的不饱和羧酸、1-6份的功能单体、0.2-3份的乳化剂、1-10份的水性UV单体、0.3-2份的过硫酸铵、0.1-0.8份的碳酸氢钠、0.1-1份的3-疏基丙酸丁酯、0.3-1份的二乙基羟胺和0.1-0.5份的非对称受阻酚抗氧化剂；
其中，所述乳化悬液中含有60-70％的去离子水，30-50％的甲基丙烯酸甲酯，50-70％的丙烯酸丁酯，25-45％的羟基丙烯酸单体，30-50％的功能单体，30-70％的乳化剂，30-50％的过硫酸铵，100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯。
3.如权利要求2所述的羟基丙烯酸乳液，其特征在于，所述羟基丙烯酸单体为
Figure FDA0002706576120000011
中的一种或几种，其中，R1为-H或-CH3，R2为
Figure FDA0002706576120000012
n1的取值范围为1-10，n2的取值范围为1-10，R3为-H或-CH3。
4.如权利要求2所述的羟基丙烯酸乳液，其特征在于，所述水性UV单体为非离子型自乳化聚氨酯改性UV树脂，官能度为2-6。
5.如权利要求2所述的羟基丙烯酸乳液，其特征在于，所述不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸中的一种或几种。
6.如权利要求2所述的羟基丙烯酸乳液，其特征在于，所述功能单体为甲基丙烯酸三氟乙醇酯、甲基丙烯酸三乙氧基硅烷四氟丙酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
7.如权利要求2所述的羟基丙烯酸乳液，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯二苯醚磺酸钠、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种；所述非对称受阻酚抗氧化剂为巴斯夫抗氧剂245。
8.一种权利要求2至7任一所述的羟基丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按照配方准备去离子水、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟基丙烯酸单体、不饱和羧酸、功能单体、乳化剂、水性UV单体、过硫酸铵、碳酸氢钠、3-疏基丙酸丁酯、二乙基羟胺和非对称受阻酚抗氧化剂；
S2：往聚合釜内投入配方中的60-70％的去离子水、30-50％的甲基丙烯酸甲酯、50-70％的丙烯酸丁酯、25-45％的羟基丙烯酸单体、30-50％的功能单体、30-70％的乳化剂、30-50％的过硫酸铵、100％的碳酸氢钠和100％的3-疏基丙酸丁酯，升温至50-70℃反应2-4h得到种子乳液；
S3：将余下的过硫酸铵和余下的去离子水配制成A溶液；将余下的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、羟基丙烯酸单体、功能单体、乳化剂与不饱和羧酸、水性UV单体混合制成B溶液；同时将A溶液和B溶液往种子乳液中滴加，滴加完成后升温至80-90℃，保温反应1-5h；
S4：加入二乙基羟胺和非对称受阻酚抗氧化剂后出料即得到羟基丙烯酸乳液。
9.如权利要求8所述的羟基丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，滴加时间控制在2-5h；在所述步骤S4中，出料前，还加入的二乙醇胺将pH值调节至7-8，然后经过250-400目滤网过滤。
10.一种权利要求2至7任一所述的羟基丙烯酸乳液的使用方法，其特征在于，按照n(NCO)：n(OH)＝1-2:1的比例将羟基丙烯酸乳液与水性异氰酸酯固化剂进行复配后漆膜，其中，所述羟基丙烯酸乳液中羟基的摩尔量为n(OH)，所述水性异氰酸酯固化剂中-NCO的摩尔量为n(NCO)。
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