一种羟基丙烯酸分散体及其制备方法

本发明涉及双组份聚氨酯制备组分改进，具体为一种羟基丙烯酸分散体及其制备方法。

背景技术：

1、双组分聚氨酯为含羟基官能团的化合物与多异氰酸酯固化剂固化交联后形成的聚氨酯树脂，双组分聚氨酯在工业生产中已经受到了越来越多的重视，其生产的规模也日益壮大，采用羟基丙烯酸分散体制备双组分聚氨酯自干漆的需要也越来越多。

2、目前水性羟基丙烯酸分散体的制备技术方法也相当成熟，主要是采用溶液聚合法，最后通过加胺类中和剂中和，加水分散从而实现水性化。该方法制备的分散体无论在性能以及产业化和终端客户方面均获得较好的评价和较为广泛的应用，但是目前市场上几乎95％以上的羟基丙烯酸树脂都是采用碱性中和，胺具有发色基团，一方面氨基在高温等条件下容易发生氧化导致黄变，会影响耐高温黄变性能以及耐人工老化性能，另一方面中和后的叔胺基对于羟基和异氰酸酯的反应具有催化作用，这样就大大减少了双组分聚氨酯涂料的可使用周期。

3、鉴于此，有必要开发出无胺中和合成技术，规避氨基发色基团的引入，从而能彻底从根本上有效地解决这一问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足之处，本发明提出了一种采用无胺中和剂合成后的非离子型羟基丙烯酸分散体，其稳定性更高，可施工性更强。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种羟基丙烯酸分散体的制备方法，包括如下步骤：

4、1)将反应介质加入带有回流的四口烧瓶中，开启加热与搅拌，升温至140-145℃；

5、2)将可聚合的非离子亲水单体、可聚合的非亲水单体与引发剂混合，并于4h内将80wt％的混合物缓慢滴加至上述反应装置中；

6、3)滴加完成后保温半小时，随后将剩下20wt％的混合物于2h内滴加至上述反应装置中；

7、4)滴加完成后，保温2h；降温至90℃，加水搅拌分散1h，出料。

8、进一步地，所述反应介质为溶剂油、醋酸丁酯、(二)丙二醇丁醚、(二)乙二醇丁醚、(二)丙二醇甲醚、(二)丙二醇乙醚、(二)乙二醇丙醚等中的一种或任意几种组合物。

9、进一步地，所述可聚合的非离子亲水单体为含双键以及含甲氧基、乙氧基、醚键、醇羟基、氨基中的一种或多种基团的单体。本发明中实现亲水的关键在于非离子的亲水性单体，单体中非离子基团通过自由基聚合接枝到树脂主链当中，从而将非离子基团引入树脂当中，通过非离子基团的亲水性能，从而实现整个体系的水性化。因此本发明中的分散体与其他分散体还存在较大不同在于，本发明中是非离子体系实现的水性化，因此本发明分散体为非离子型羟基丙烯酸分散体，而传统意义上分散体，多为胺中和酸实现水性化，因此多为阴离子型的羟基丙烯酸分散体。从化学稳定性的角度来说，非离子体系较阴离子体系等具有较强的热力学和动力学稳定性。

10、制备过程中，将单体分两步添加添加，这样做的目的主要在于，将非离子亲水单体至于核和壳当中，一方面是让其均匀的分布在主链和支链上，能够有效地提高水性化的效率；另一方面在于主链和支链均具有非离子的结构，可以有效地提高树脂在热力学以及动力学两方面的稳定性。

11、更优选地，所述可聚合的非离子亲水单体为聚乙烯醇、聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯或甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯。

12、进一步地，所述可聚合的非亲水单体为不含亲水基团的丙烯酸酯类单体或乙烯基类单体。

13、进一步地，所述反应介质、可聚合的非离子亲水单体、引发剂、可聚合的非亲水性单体分别占总投料质量比的7-9％、8-12％、3-4％、30-34％，其余为去离子水，共计100％。

14、一种根据如上所述的制备方法制得的羟基丙烯酸分散体。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用通过接枝非离子亲水单体，通过非离子体系实现亲水化；本发明中所制备的一种羟基丙烯酸分散体与市场上市售的绝大多数的羟基丙烯酸分散体存在着以下几个方面明显的优势：1)无胺中和剂、耐人工老化优异；2)耐高温黄变优异、活化期长；3)较强的热力学和动力学稳定性；4)装饰性高、机械性能优异、市场潜力大；5)相对较低的成本、制备工艺简单、易于控制、经济价值高。

技术特征：

1.一种羟基丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，所述反应介质为溶剂油、醋酸丁酯、(二)丙二醇丁醚、(二)乙二醇丁醚、(二)丙二醇甲醚、(二)丙二醇乙醚、(二)乙二醇丙醚等中的一种或任意几种组合物。

3.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，所述可聚合的非离子亲水单体为含双键以及含甲氧基、乙氧基、醚键、醇羟基、氨基中的一种或多种基团的单体。

4.根据权利要求3所述的羟基丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，所述可聚合的非离子亲水单体为聚乙烯醇、聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯或甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯。

5.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，所述可聚合的非亲水单体为不含亲水基团的丙烯酸酯类单体或乙烯基类单体。

6.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸分散体的制备方法，其特征在于，所述反应介质、可聚合的非离子亲水单体、引发剂、可聚合的非亲水性单体分别占总投料质量比的7-9％、8-12％、3-4％、30-34％，其余为去离子水，共计100％。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得的羟基丙烯酸分散体。

技术总结本案涉及一种羟基丙烯酸分散体及其制备方法，由可聚合的非离子亲水单体、可聚合的非亲水单体与引发剂的混合物分两次投放聚合，并加水搅拌分散而得。本发明采用通过接枝非离子亲水单体，通过非离子体系实现亲水化；本发明中所制备的一种羟基丙烯酸分散体与市场上市售的绝大多数的羟基丙烯酸分散体存在着以下几个方面明显的优势：无胺中和剂、耐人工老化优异；耐高温黄变优异、活化期长；较强的热力学和动力学稳定性；装饰性高、机械性能优异、市场潜力大；相对较低的成本、制备工艺简单、易于控制、经济价值高。技术研发人员：王元有,周磊受保护的技术使用者：扬州工业职业技术学院技术研发日：技术公布日：2024/9/2