本發(fā)明涉及涂料，具體涉及一種非離子型水性含羥基聚丙烯酸酯二級分散體及其制備方法和應用。

背景技術：

1、對于傳統(tǒng)溶劑型涂料揮發(fā)性有機化合物(voc)以及有害空氣污染物(hap)排放受到限制，低voc或無voc含量的綠色環(huán)保型涂料引起人們的高度重視，因此高性能的水性涂料得到廣泛的研究和發(fā)展。含羥基的水性丙烯酸酯分散體與多異氰酸酯可組成水性雙組分聚氨酯涂料，其voc較低，綜合性能優(yōu)異，具有高光澤，耐水性、耐溶劑性和耐候性好的優(yōu)點，性能接近或等同于溶劑型雙組分聚氨酯涂料，因此受到國內(nèi)外的廣泛關注，研究開發(fā)也較為活躍。

2、水性丙烯酸酯分散體分為一級分散體和二級分散體，丙烯酸酯一級分散體是丙烯酸單體在乳化劑的作用下通過乳液聚合得到的，丙烯酸酯二級分散體則是通過溶液聚合得到含親水性基團的樹脂，先溶于助溶劑中，然后通過轉相分散于水中得到的，該法制備的水分散體若以離解后的狀態(tài)分，有陰離子型和陽離子型兩種，其中以陰離子型為主。但是，離子型羥基丙烯酸分散體與多異氰酸酯體系也面臨著一些需要解決的難題，活化期(使用壽命)較短的問題就是其中之一。活化期短會給產(chǎn)品的施工應用帶來較大的負面影響，例如調(diào)漆后可噴涂施工的時間短、黏度上升快等，并且涂膜的外觀和性能下降快，尤其是在夏季高溫環(huán)境中活化期會進一步縮短，因此一次性調(diào)漆量嚴重受到限制，影響生產(chǎn)施工的節(jié)奏和效率，不利于水性雙組分聚氨酯涂料的推廣應用。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷中的至少一種而開發(fā)出一種具有較長活化期的水性聚氨酯涂料的非離子型水性含羥基聚丙烯酸酯二級分散體及其制備方法和應用，該分散體與陰離子型二級分散體不同，不含羧基和叔胺，制備的水性雙組分聚氨酯涂料具有較長的使用壽命(活化期)。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、本發(fā)明的目的之一在于一種非離子型水性含羥基聚丙烯酸酯二級分散體，包括以下質(zhì)量百分比的組分：

4、助溶劑2～10％；

5、(甲基)丙烯酸羥烷基酯2.5～20％；

6、(甲基)丙烯酸烷基酯5～30％；

7、乙烯基單體0～15％；

8、含環(huán)氧基團的(甲基)丙烯酸酯0.3～3％；

9、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯0.5～3％；

10、引發(fā)劑0.3～2％；

11、改性聚醚仲胺em3?1～8％；

12、以及余量為水。

13、進一步地，所述助溶劑選自丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、丙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二丙二醇二甲醚、solvesso?100中的至少一種或數(shù)種。

14、進一步地，所述(甲基)丙烯酸羥烷基酯選自丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丁酯的一種或者數(shù)種。

15、進一步地，所述(甲基)丙烯酸烷基酯選自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸-4-叔丁基環(huán)己酯、甲基丙烯酸-4-叔丁基環(huán)己酯等單體中的一種或者數(shù)種。

16、進一步地，所述乙烯基單體選自苯乙烯、對甲基苯乙烯、丙烯腈中的一種或者數(shù)種。

17、進一步地，所述含環(huán)氧基團的(甲基)丙烯酸酯選自丙烯酸縮水甘油酯和/或甲基丙烯酸縮水甘油酯。

18、進一步地，所述甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯為甲氧基聚乙二醇(500)甲基丙烯酸酯，約含有12個eo鏈段，例如evonik公司mpeg?500ma。

19、進一步地，所述引發(fā)劑包括質(zhì)量比為1:1～5：1的第一引發(fā)劑和第二引發(fā)劑；

20、所述第一引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化二月桂酰、過氧化二異丙苯、過氧化醋酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔戊酯、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己酸叔戊酯、過氧化叔戊酸叔丁酯、二叔丁基過氧化物、二叔戊基過氧化物中的一種或者數(shù)種；

21、所述第二引發(fā)劑選自過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化苯甲酸叔戊酯、過氧化-2-乙基己酸叔丁酯、過氧化-2-乙基己酸叔戊酯、過氧化叔戊酸叔丁酯、二叔丁基過氧化物、二叔戊基過氧化物中的一種或者數(shù)種。

22、進一步地，所述改性聚醚仲胺em3的結構如下所示，

23、

24、所述改性聚醚仲胺em3的制備方法包括：將聚醚胺與叔碳酸縮水甘油酯按摩爾比(1～1.2):1比例混合后，在90～140℃反應2～5小時，其中，聚醚胺選自亨斯曼的m1000、m2070或m3085等聚醚胺中的一種或者數(shù)種，叔碳酸縮水甘油酯選自hexion的cardura?e-10p。

25、本發(fā)明目的之二在于一種如上所述的非離子型水性含羥基聚丙烯酸酯二級分散體的制備方法，包括如下步驟：

26、s1、在助溶劑依次加入第一混合單體和第二混合單體，反應后，得到鏈尾端含聚醚鏈段和環(huán)氧基團的共聚物；

27、s2、向s1得到的共聚物中加入改性聚醚仲胺em3進行反應，得到中間體；

28、s3、向s2得到中間體中加入水進行反應，得到非離子型水性含羥基聚丙烯酸酯二級分散體。

29、進一步地，所述制備方法滿足以下條件中的至少一個：

30、s1中，所述第一混合單體和所述第二混合單體的質(zhì)量比為1:1～5:1；

31、s1中，所述反應溫度為聚合反應中所用引發(fā)劑的半衰期為1～3h的分解溫度；

32、s2中，所述s1得到的共聚物與所述改性聚醚仲胺em3反應的反應溫度為100～110℃；

33、s3中，所述中間體與所述水后反應的反應溫度為75～85℃，反應時間為1～2h。

34、本發(fā)明目的之三在于一種如上所述的非離子型水性含羥基聚丙烯酸酯二級分散體在水性工業(yè)涂料中的應用，所述水性工業(yè)涂料可以為水性雙組分聚氨酯白漆。

35、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

36、(1)本發(fā)明所制得的非離子型含羥基聚丙烯酸酯分散體，不含有羧基和有機胺的陰離子結構或者胺基和酸的陽離子結構，且聚醚的長鏈段可以減緩羥基和異氰酸酯的反應，因此制備的水性雙組分聚氨酯涂料具有較長的活化期，有利于提高生產(chǎn)施工的節(jié)奏和效率，同時漆膜具有較高的光澤，耐溶劑和耐化學品性都極為優(yōu)異。

37、(2)本發(fā)明所制得的非離子型含羥基聚丙烯酸酯分散體，通過引入兩種聚醚結構鏈段，提供空間位阻保證了分散體粒子的穩(wěn)定，同時非離子的結構不存在胺或者酸揮發(fā)造成的體系不穩(wěn)定，因此具有極佳的穩(wěn)定性，50℃條件下貯存60天，該分散體平均粒徑與粒徑分布都未發(fā)生變化，且黏度基本無變化。

38、(3)本發(fā)明采用了特殊的分步合成工藝，在共聚物鏈尾端引入兩種不同分子量的聚醚鏈段，制備了非離子型的水性含羥基丙烯酸酯分散體，該分散體通過兩個聚醚鏈段的引入，以單純的非離子結構，獲得穩(wěn)定的二級分散體。

39、(4)本發(fā)明所制得的非離子型含羥基聚丙烯酸酯分散體，與異氰酸酯固化劑有良好的相容性，并且可配合溶劑型異氰酸酯固化劑進行使用，制備高性能的水性雙組分聚氨酯涂料，涂膜具有較高的光澤，機械性能好，耐水性和耐溶劑性也極為優(yōu)異，能廣泛用于木器家具，大型運輸工具涂飾，工業(yè)涂裝以及汽車修補。