CN112608430A - 杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体及制备方法 - Google Patents

杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体及制备方法，包括以下重量份的原料：环氧树脂12‑48份、不饱和脂肪酸8‑40份、溶剂20‑60份、羟甲基或烷氧基乙烯基单体0.24‑2.4份、丙烯酸酯单体20‑88份、有机硅0.02‑0.88份、无机硅0.04‑2份、引发剂0.1‑4份、催化剂0.1‑1份、阻聚剂0.02‑0.4份、链转移剂0.12‑1.2份、中和剂1.8‑8.4份、去离子水60‑220份。本发明制备工艺简单，所需原料成本较低，无机硅也为市售的硅溶胶，来源广泛，制备的水性丙烯酸树脂分散体兼有无机和有机材料的性能，具有很高的应用价值。

Description

杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体及制备方法
技术领域
本发明涉及无机和有机材料的高性能水性涂料领域，具体涉及一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体及制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，环保意识越来越受到人们的广泛关注。水性涂料，作为一种低VOC排放的涂料，满足了“低碳、绿色、环保”的市场要求。它是一种以水为溶剂或分散介质的涂料，在生产和使用过程中大大降低了有机溶剂对环境的污染，有力保障了施工人员的身体健康，因此开发高性能水性涂料已成为市场的迫切需求。
水性丙烯酸树脂因具有良好的光、热和化学稳定性而得到快速发展。但与溶剂型树脂相比，其附着力较低、硬度较小、成膜性能较差。为了克服以上缺点，人们通过接枝改性和添加无机纳米粒子，并对聚合方法进行改进和优化，制备出性能较好的水性丙烯酸树脂。公开号为CN 110128889A的中国发明专利公开了一种水性环氧改性丙烯酸树脂及其制备方法和应用，先将丙烯酸酯类单体在引发剂作用下聚合，而后与环氧树脂混合在一起形成水性环氧改性丙烯酸树脂。该树脂表现出良好的附着力、耐候性以及耐冲击性等优点。但此方法类似于物理共混，丙烯酸酯类单体与环氧树脂的接枝率较低，且制备的树脂涂膜需在多段不同温度下烘烤，导致制备过程复杂。申请号CN 201610369627.3的中国发明专利公开了一种水性丙烯酸改性环氧酯树脂的制备方法及其应用。该制备方法采用二次酯化工艺对环氧树脂进行丙烯酸改性，提高了产物的水性化程度，但涂膜的硬度较低，耐水性较差，在水中浸泡一段时间后，失光也比较严重。
水性丙烯酸树脂由于其良好的耐候性已引起研究人员的兴趣，但是对此方面的技术仍处于初级研究阶段，仍需做大量的深入研究。因此，开发储存稳定性较好、成膜强度和光泽度较高、附着力好且有优良的耐水性是目前研究人员的一个研究重点。
发明内容
本发明提出了一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体及制备方法，采用两步酯化法使得丙烯酸酯单体与环氧酯的接枝率大幅度提高；再利用化学改性法使有机/无机硅均匀分散到树脂中，制得兼有无机和有机高性能的水性丙烯酸树脂分散体。该树脂分散体有良好的外观，粒径分布小于100 nm，涂膜光泽度达90%以上，成膜硬度和附着力分别高达5H和0级，在水中浸泡7-14天无起泡、脱落现象。
实现本发明的技术方案是：
一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，包括以下重量份的原料：环氧树脂12-48份、不饱和脂肪酸8-40份、溶剂20-60份、羟甲基或烷氧基乙烯基单体0.24-2.4份、丙烯酸酯单体20-88份、有机硅0.02-0.88份、无机硅0.04-2份、引发剂0.1-4份、催化剂0.1-1份、阻聚剂0.02-0.4份、链转移剂0.12-1.2份、中和剂1.8-8.4份、去离子水60-220份。
所述环氧树脂为E-12、E-20或E-44的一种或任意两种组合，优选E-20，E-20的环氧值为0.18-0.22 mol/100g、羟值为0.232 mgKOH/g、有机氯为0.02 mol/100g、无机氯为0.02mol/100g；所述不饱和脂肪酸为亚麻油酸、大豆油酸或蓖麻油酸的一种或任意两种组合，优选大豆油酸，酸值为192 mgKOH/g，碘值为128 g/100g。
所述溶剂为二乙二醇丁醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇或异丙醇的两种或任意两种以上组合，优选乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚和正丁醇组合，质量比例为（2：1：1）~（3：2：1）；所述链转移剂为3-巯基-1-丙醇或正十二烷基硫醇。
所述催化剂为N-N二甲基乙醇胺或四丁基溴化铵的任意一种，优选四丁基溴化铵；所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚或4-甲氧基苯酚的一种或任意两种组合，优选4-甲氧基苯酚。
所述引发剂为过氧化二苯甲酰或过氧化二叔丁基的任意一种；有机硅为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷或乙烯基三异丙氧基硅烷的任意一种；所述无机硅为酸性或碱性硅溶胶，粒径为10-13 nm，SiO2的固含量为20%；中和剂为三乙胺或N-N二甲基乙醇胺的一种或两种混合，优选三乙胺。
所述丙烯酸酯单体为硬单体、软单体和功能单体，三者的比例依次为为（8：3：1）~（10：3：1）。
所述硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯的一种或任意几种组合；所述软单体为甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸正辛酯的一种或任意几种组合；所述功能单为丙烯酸或甲基丙烯酸的任意一种；所述羟甲基或烷氧基乙烯基单体为N-羟甲基丙烯酰胺或N-甲氧基丙烯酰胺的任意一种。
所述的分散体的制备方法，步骤如下：
1）环氧酯的制备：将环氧树脂、不饱和脂肪酸与催化剂加入到反应器中，在140-180℃的机械搅拌状态下酯化反应3-4 h，至酸值＜5.0 mg KOH/g；调节温度至110-150℃后，将阻聚剂与羟甲基或烷氧基乙烯基单体加入上述反应器中，在机械搅拌状态下反应2-3h，得到环氧酯；
2）调节温度至105-145℃后，将溶剂与链转移剂加入到制备的环氧酯中，匀速滴加丙烯酸酯单体与引发剂的混合溶液，引发剂占引发剂总质量的80-90%，滴加时间为1.5-4.5h；
3）混合溶液滴加完毕后，加入有机硅，补加10-30%的剩余引发剂，保温1-2 h；加入无机硅，补加剩余所有引发剂，保温2-4 h；
4）保温结束后，降温至20-40℃，在搅拌状态下加入中和剂，调节pH至7.5-8.5，在搅拌状态下加入一定量比例水，得到杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体。
所述杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体粒径分布小于100 nm，涂膜光泽度达90%以上，成膜硬度和附着力分别高达5H和0级，在水中浸泡7-14天无起泡、脱落现象。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用两步酯化、连续滴加的聚合工艺，保证了制备过程的稳定性和重现性。第一步酯化不仅是环氧基开环反应，也为第二步酯化增加了反应活性点（羟甲基或烷氧基与羟基基团的反应），第二步酯化将羟甲基或烷氧基乙烯基单体引入到环氧树脂中，大幅度提高后续加入的丙烯酸酯单体与环氧酯的接枝率，且此自交联单体也提高了树脂的交联密度；连续滴加的方法可较好地控制共聚物的组成，也可确保丙烯酸酯单体聚合的稳定性。合成的水性丙烯酸树脂分散体粒径分布小于100 nm，具有优良的存储稳定性。
（2）本发明分别通过环氧酯、杂化硅对水性丙烯酸树脂分散体进行改性，一方面，制备过程的有序性使树脂在成膜过程中，其中的环氧酯和杂化硅分别向涂膜的底层和顶层有序迁移，提高了涂膜与基材的附着力和涂膜自身的硬度；另一方面，乙烯基有机硅在混合溶液滴加结束后的引入，利用原位聚合接枝到丙烯酸酯单体上，然后通过化学结合与后加入的无机硅反应，同时提高了交联密度和涂膜的疏水性，使得其耐水性增强，光泽度增加。
（3）本发明制备工艺简单，所需原料成本较低，无机硅也为市售的硅溶胶，来源广泛，制备的水性丙烯酸树脂分散体兼有无机和有机材料的性能，具有很高的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体粒径分布图；
图2是本发明实施例2提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体粒径分布图；
图3是本发明实施例3提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体粒径分布图；
图4是本发明实施例4提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体粒径分布图；
图5是本发明实施例5提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体粒径分布图；
图6是本发明实施例1提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的分子量；
图7是本发明实施例2提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的分子量；
图8是本发明实施例3提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的分子量；
图9是本发明实施例4提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的分子量；
图10是本发明实施例5提供的一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的分子量。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，以质量份数计如下：
环氧树脂：E-20，12份；
不饱和脂肪酸：大豆油酸，8份；
阻聚剂：4-甲氧基苯酚，0.02份；
催化剂：N-N二甲基苄胺，0.12份；
溶剂：乙二醇单丁醚、正丁醇、丙二醇甲醚：分别占10份、6份、4份；
链转移剂：正十二烷基硫醇，0.12份；
硬单体：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯，分别占5份、8.33份；
软单体：丙烯酸乙酯，5份；
功能单体：甲基丙烯酸，1.67份；
羟甲基乙烯基单体：N-羟甲基丙烯酰胺，0.24份；
引发剂：过氧化二苯甲酰，0.1份；
有机硅：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，0.02份；
无机硅：酸性硅溶胶，0.04份；
中和剂：三乙胺，1.8份；
分散剂：去离子水，60份。
制备工艺为：
（1）将环氧树脂E-20、大豆油酸和催化剂置于反应釜中，温度升至140℃使其完全溶解，在机械搅拌下酯化反应3 h，至酸值＜5 mgKOH/g；调节温度至110℃，将阻聚剂和N-羟甲基丙烯酰胺加入上述反应釜中，在机械搅拌状态下反应2 h，得到环氧酯；
（2）调节温度至105℃，将溶剂和链转移剂加入到装有环氧酯的反应釜中，随后匀速滴加丙烯酸酯单体与部分引发剂的混合溶液，滴加时间控制在1.5 h左右；滴加结束后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷和部分引发剂，在机械搅拌下保温1 h左右；加入酸性硅溶胶，再补加剩余引发剂，在机械搅拌下保温2 h左右；
（3）温度降至20℃左右，加入中和剂，调节pH至8，快速搅拌20-40 min，然后缓慢加入分散剂去离子水高速搅拌均匀，得到杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体。
实施例2
一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，以质量份数计如下：
环氧树脂：E-44，24份；
不饱和脂肪酸：亚麻油酸，30份；
阻聚剂：4-甲氧基苯酚，0.16份；
催化剂：四丁基溴化铵，0.40份；
溶剂：丙二醇单丁醚、正丁醇、丙二醇甲醚：分别占25份、17份、10份；
链转移剂：正十二烷基硫醇，0.20份；
硬单体：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯，分别占20份、25份；
软单体：丙烯酸丁酯，13.5份；
功能单体：丙烯酸，4.5份；
羟甲基乙烯基单体：N-羟甲基丙烯酰胺，0.72份；
引发剂：二叔丁基过氧物，1.8份；
有机硅：乙烯基三异丙氧基硅烷，0.6份；
无机硅：碱性硅溶胶，1.8份；
中和剂：N-N二甲基乙醇胺，6.2份；
分散剂：去离子水，174份。
制备工艺为：
（1）将环氧树脂E-44、亚麻油酸和催化剂置于反应釜中，温度升至180℃使其完全溶解，在机械搅拌酯化反应3 h，至酸值＜5 mgKOH/g；调节温度至125℃，将阻聚剂和N-羟甲基丙烯酰胺加入上述反应釜中，在机械搅拌状态下反应2 h，得到环氧酯；
（2）调节温度至145℃，将溶剂和链转移剂加入到装有环氧酯的反应釜中，随后匀速滴加丙烯酸酯单体与部分引发剂的混合溶液，滴加时间控制在3.5 h左右；滴加结束后，加入乙烯基三异丙氧基硅烷和部分引发剂，在机械搅拌下保温1.5 h左右；加入碱性硅溶胶，再补加剩余引发剂，在机械搅拌下保温4 h左右；
（3）温度降至25℃左右，加入中和剂，调节pH至8.5，快速搅拌20-40 min，然后缓慢加入分散剂去离子水高速搅拌均匀，得到杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体。
实施例3
一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，以质量份数计如下：
环氧树脂：E-12，18份；
不饱和脂肪酸：蓖麻油酸，20份；
阻聚剂：对苯二酚，0.07份；
催化剂：N-N二甲基苄胺，0.20份；
溶剂：二乙二醇丁醚、正丁醇、丙二醇甲醚：分别占15.5份、15份、7.5份；
链转移剂：3-巯基-1-丙醇，0.15份；
硬单体：苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、二乙烯基苯，分别占15份、15份、5份；
软单体：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯，分别占8份、2.5份；
功能单体：丙烯酸3.5份；
甲氧基乙烯基单体：N-甲氧基丙烯酰胺，0.5份；
引发剂：过氧化二苯甲酰，0.5份；
有机硅：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，0.25份；
无机硅：酸性硅溶胶，0.8份；
中和剂：N-N二甲基乙醇胺，5份；
分散剂：去离子水，127份。
制备工艺为：
（1）将环氧树脂E-12、蓖麻油酸和催化剂置于反应釜中，温度升至165℃使其完全溶解，在机械搅拌下酯化反应3-4 h，至酸值＜5 mgKOH/g；调节温度至145℃，将阻聚剂和N-甲氧基丙烯酰胺加入上述反应釜中，在机械搅拌状态下反应2-3 h，得到环氧酯；
（2）调节温度至115℃，将溶剂和链转移剂加入到装有环氧酯的反应釜中，随后匀速滴加丙烯酸酯单体与部分引发剂的混合溶液，滴加时间控制在2.5 h左右；滴加结束后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷和部分引发剂，在机械搅拌下保温1.5 h左右；加入酸性硅溶胶，再补加剩余引发剂，在机械搅拌下保温3 h左右；
（3）温度降至25℃左右，加入中和剂，调节pH至7.5，快速搅拌20-40 min，然后缓慢加入分散剂去离子水高速搅拌均匀，得到杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体。
实施例4
一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，以质量份数计如下：
环氧树脂：E-20，E-44，分别占12份、18份；
不饱和脂肪酸：大豆油酸、亚麻油酸，分别占14.56份、15.06份；
阻聚剂：对羟基苯甲醚，0.15份；
催化剂：四丁基溴化铵，0.48份；
溶剂：乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇，分别占27份、15份、12份；
链转移剂：正十二烷基硫醇，0.20份；
硬单体：苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯，分别占25份、20份；
软单体：丙烯酸乙酯，13.5份；
功能单体：甲基丙烯酸，4.5份；
羟甲基乙烯基单体：N-羟甲基丙烯酰胺，0.9份；
引发剂：过氧化二叔丁基，2份；
有机硅：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷，0.4份；
无机硅：酸性硅溶胶，1份；
中和剂：三乙胺，6份；
分散剂：去离子水，180。
制备工艺为：
（1）将环氧树脂E-20、E-44、大豆油酸、亚麻油酸和催化剂置于反应釜中，温度升至180℃使其完全溶解，在机械搅拌下酯化反应3-4 h，至酸值＜5 mgKOH/g；调节温度至120℃，将阻聚剂和N-羟甲基丙烯酰胺加入上述反应釜中，在机械搅拌状态下反应2-3 h，得到环氧酯；
（2）调节温度至145℃，将溶剂和链转移剂加入到装有环氧酯的反应釜中，随后匀速滴加丙烯酸酯单体与部分引发剂的混合溶液，滴加时间控制在3.5 h左右；滴加结束后，加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷和部分引发剂，在机械搅拌下保温1.5 h左右；加入酸性硅溶胶，再补加剩余引发剂，在机械搅拌下保温4 h左右；
（3）温度降至40℃左右，加入中和剂，调节pH至8.5，快速搅拌20-40 min，然后缓慢加入分散剂去离子水高速搅拌均匀，得到杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体。
实施例5
一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，以质量份数计如下：
环氧树脂：E-20，48份；
不饱和脂肪酸：大豆油酸，40份；
阻聚剂：对苯二酚，0.4份；
催化剂：四丁基溴化铵，1份；
溶剂：二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、异丁醇：分别占30份、16份、14份；
链转移剂：3-巯基-1-丙醇，1.2份；
硬单体：苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯，分别占24.85份、38份；
软单体：丙烯酸乙酯，18.85份；
功能单体：丙烯酸，6.30份；
羟甲基乙烯基单体：N-甲氧基丙烯酰胺，2.4份；
引发剂：过氧化二叔丁基，4份；
有机硅：乙烯基三异丙氧基硅烷，0.88份；
无机硅：碱性硅溶胶，2份；
中和剂：三乙胺，8.4份；
分散剂：去离子水，220份。
制备工艺为：
（1）将环氧树脂E-20、大豆油酸和催化剂置于反应釜中，温度升至140℃使其完全溶解，在机械搅拌下酯化反应4 h，至酸值＜5 mgKOH/g；调节温度至150℃，将阻聚剂和N-甲氧基丙烯酰胺加入上述反应釜中，在机械搅拌状态下反应3 h，得到环氧酯；
（2）调节温度至140℃，将溶剂和链转移剂加入到装有环氧酯的反应釜中，随后匀速滴加丙烯酸酯单体与部分引发剂的混合溶液，滴加时间控制在4.5 h左右；滴加结束后，加入乙烯基三异丙氧基硅烷和部分引发剂，在机械搅拌下保温2 h左右；加入碱性硅溶胶，再补加剩余引发剂，在机械搅拌下保温4 h左右；
（3）温度降至25℃左右，加入中和剂，调节pH至8.5，快速搅拌20-40 min，然后缓慢加入分散剂去离子水高速搅拌均匀，得到杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体。
为了更好地说明本发明实施例中提供的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的特性，下面对实施例1、2、3、4、5、6、7、8、9和10中制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体进行粒径检测，检测结果如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示。
从图1中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的平均粒径为34 nm，从图2中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的平均粒径为33.9 nm，从图3中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的平均粒径为33.3 nm，从图4中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的平均粒径为34.3 nm，从图5中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的平均粒径为33.8 nm，从图6中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的Mv为29627，从图7中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的Mv为为41084，从图8中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的Mv为31191，从图9中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的Mv为56168，从图10中可以看出，本发明制备的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体的Mv为27314。
为进一步说明本发明所公开的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，本发明还对实施例1 ~ 5方法制备的树脂分散体及涂膜性能进行了相应测试，测试方法如下：
涂膜表干时间测试：将实施例制备的树脂分散体均匀涂抹在聚四氟乙烯板上，25℃恒温干燥，根据GB1728-79的方法测试涂膜的表干时间。
树脂涂膜硬度测试：按照GB/T6739-2006的方法测试实施例中制备的树脂分散体涂膜的硬度。
树脂涂膜附着力测试：按照GB/T9286-1998的方法测试实施例中制备的树脂分散体涂膜的附着力。
树脂涂膜光泽度测试：按照GB/T9754-2007标准，采用60度镜面光泽的测定方法测试实施例中树脂涂膜的光泽度。
树脂涂膜耐水性测试：采用GB/T1733-1993标准，测试实施例中树脂涂膜的耐水性，漆膜96 h不起泡、不脱落、允许轻微变色，视为通过测试。
树脂涂膜耐盐水性测试：按照GB/T1771-2007标准，测试实施例中树脂涂膜的耐盐水性，膜168 h不起泡、不脱落、允许轻微变色，视为通过测试。
树脂储运稳定性测试：将实施例制备的树脂分散体试样装好，放置50℃恒温中5周，取出室温环境下观察，如无凝胶或分成现象出现，则通过测试。
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以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂12-48份、不饱和脂肪酸8-40份、溶剂20-60份、羟甲基或烷氧基乙烯基单体0.24-2.4份、丙烯酸酯单体20-88份、有机硅0.02-0.88份、无机硅0.04-2份、引发剂0.1-4份、催化剂0.1-1份、阻聚剂0.02-0.4份、链转移剂0.12-1.2份、中和剂1.8-8.4份、去离子水60-220份。
2.根据权利要求1所述的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，其特征在于：所述环氧树脂为E-12、E-20或E-44的一种或任意两种组合，其中E-20的环氧值为0.18-0.22mol/100g、羟值为0.232 mgKOH/g、有机氯为0.02 mol/100g、无机氯为0.02 mol/100g；所述不饱和脂肪酸为亚麻油酸、大豆油酸或蓖麻油酸的一种或任意两种组合，其中大豆油酸的酸值为192 mgKOH/g，碘值为128 g/100g。
3.根据权利要求1所述的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，其特征在于：所述溶剂为二乙二醇丁醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、正丁醇或异丙醇的两种或任意两种以上组合；所述链转移剂为3-巯基-1-丙醇或正十二烷基硫醇。
4.根据权利要求1所述的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，其特征在于：所述催化剂为N-N二甲基乙醇胺或四丁基溴化铵的任意一种；所述阻聚剂为对羟基苯甲醚、对苯二酚或4-甲氧基苯酚的一种或任意两种组合。
5.根据权利要求1所述的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，其特征在于：所述引发剂为过氧化二苯甲酰或过氧化二叔丁基的任意一种；有机硅为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷或乙烯基三异丙氧基硅烷的任意一种；所述无机硅为酸性或碱性硅溶胶，粒径为10-13 nm，SiO2的固含量为20%；中和剂为三乙胺或N-N二甲基乙醇胺的一种或两种组合。
6.根据权利要求1所述的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，其特征在于：所述丙烯酸酯单体为硬单体、软单体和功能单体，三者的比例依次为为（8：3：1）-（10：3：1）。
7.根据权利要求6所述的杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体，其特征在于：所述硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯的一种或任意几种组合；所述软单体为甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸正辛酯的一种或任意几种组合；所述功能单为丙烯酸或甲基丙烯酸的任意一种；所述羟甲基或烷氧基乙烯基单体为N-羟甲基丙烯酰胺或N-甲氧基丙烯酰胺的任意一种。
8.权利要求1-7任一项所述的分散体的制备方法，其特征在于步骤如下：
1）环氧酯的制备：将环氧树脂、不饱和脂肪酸与催化剂加入到反应器中，在140-180℃的机械搅拌状态下酯化反应3-4 h，至酸值＜5.0 mg KOH/g；调节温度至110-150℃后，将阻聚剂与羟甲基或烷氧基乙烯基单体加入上述反应器中，在机械搅拌状态下反应2-3 h，得到环氧酯；
2）调节温度至105-145℃后，将溶剂与链转移剂加入到制备的环氧酯中，匀速滴加丙烯酸酯单体与引发剂的混合溶液，引发剂占引发剂总质量的80-90%，滴加时间为1.5-4.5 h；
3）混合溶液滴加完毕后，加入有机硅，补加10-30%的剩余引发剂，保温1-2 h；加入无机硅，补加剩余所有引发剂，保温2-4 h；
4）保温结束后，降温至20-40℃，在搅拌状态下加入中和剂，调节pH至7.5-8.5，在搅拌状态下加入一定量比例水，得到杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述杂化硅/环氧酯改性水性丙烯酸树脂分散体粒径分布小于100 nm，涂膜光泽度达90%以上，成膜硬度和附着力分别高达5H和0级，在水中浸泡7-14天无起泡、脱落现象。
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