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羟基 丙烯酸乳液及其制备方法和涂料

阅读：759发布：2020-05-08

专利汇可以提供羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料。本发明提供的制备方法包括：提供第一组合物和金属前驱体，第一组合物包括：含羧基的第一烯类单体，金属前驱体为碱性化合物；将第一组合物和金属前驱体进行反应，制备含有金属离子的种子乳液；提供第二组合物，将种子乳液和第二组合物进行反应，制备核聚合物乳液；提供第三组合物，将核聚合物乳液和第三组合物进行反应，在所述核聚合物乳液的核上形成壳层，制备核壳型羟基丙烯酸乳液。解决了现有工艺制得的羟基丙烯酸乳液的实干速度较慢的问题。，下面是羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种羟基丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供第一组合物和金属前驱体，所述第一组合物包括：含羧基的第一烯类单体，所述金属前驱体为碱性化合物；将所述第一组合物和所述金属前驱体进行反应，制备含有金属离子的种子乳液；
提供第二组合物，将所述种子乳液和所述第二组合物进行反应，制备核聚合物乳液；
提供第三组合物，将所述核聚合物乳液和所述第三组合物进行反应，在所述核聚合物乳液的核上形成壳层，制备核壳型羟基丙烯酸乳液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属前驱体为氧化锌、氢氧化锌和氢氧化锆中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二组合物包括：第一丙烯酸羟烷基酯，所述第三组合包括：第二丙烯酸羟烷基酯，所述第一丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数大于所述第二丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数大于或等于4；和/或
所述第二丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数小于或等于3。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二组合物包括：含乙酰乙酸基的第三烯类单体，所述第三烯类单体选自乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯和/或乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯的一种；和/或
所述第二组合物和/或所述第三组合物包括：第二烯类单体和/或所述含羧基的第一烯类单体，所述第二烯类选自丙烯酸酯和/或烯烃。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备方法，其特征在于，制备含有金属离子的种子乳液的步骤包括：
将乳化剂、所述含羧基的第一烯类单体、第二烯类单体以及引发剂在水中进行混合，获得第一组合物；
将所述第一组合物在75℃-80℃下反应15-30分钟，加入金属前驱体水分散液继续反应
15-30分钟，获得含有金属离子的种子乳液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂选自烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基琥珀酸盐中的至少一种；和/或
所述第一烯类单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸和β-(丙烯酰氧)丙酸中的至少一种；和/或所述第二烯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯中的至少一种；和/或
所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
8.一种羟基丙烯酸乳液，其特征在于，由权利要求1至7中任一项所述的制备方法制得的所述羟基丙烯酸乳液。
9.根据权利要求8所述的羟基丙烯酸乳液，其特征在于，所述羟基丙烯酸乳液的羟值为
10-80mg KOH/g。
10.一种涂料，其特征在于，包括：羟基丙烯酸乳液和多异氰酸酯；
所述羟基丙烯酸乳液包括：权利要求1至7中任一项所述的制备方法制得的所述羟基丙烯酸乳液，或权利要求8或9所述的羟基丙烯酸乳液。

说明书全文

羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料

技术领域

[0001] 本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料。

背景技术

[0002] 近年来，随着各地环保法规的推动以及消费者消费观念的转变，环境友好型水性木器涂料得到了迅猛的发展。由于在硬度、耐溶剂性、丰满度、耐候性、附着力等方面的性能能够与油性涂料相媲美，水性双组份聚氨酯涂料近年来受到了广泛的关注和研究。由于水性羟基丙烯酸乳液的原料组成具有容易调节、价格适中、生产简单可控、耐液性好、保光保色性好、耐候性好等特点，以其为主要成膜物质调配的主剂搭配水性聚异氰酸酯固化剂所组成的双组份水性聚氨酯涂料是目前中高档水性木器涂料的主流选择。

[0003] 为了提高家具等木器产品的生产速度，对水性双组份聚氨酯木器涂料的实干速度要求较高。这要求主体树脂具有很好的干性之外，还需要保证羟基丙烯酸树脂的羟基(-OH)与多异氰酸酯固化剂的异氰酸酯基(-NCO)间具有更快的反应速度和选择性。在一些技术中，在羟基丙烯酸乳液的制备过程中引入低分子量的含羟基醛酮树脂，使乳液聚合过程更加稳定、羟基含量更加可控而且漆膜硬度高，耐水、耐醇和耐热干性好，但该技术制得的乳液实干速度较慢，不满足快速生产的需要。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供一种羟基丙烯酸乳液的制备方法，旨在解决现有工艺制得的羟基丙烯酸乳液的实干速度较慢的问题。

[0005] 本发明的另一目的在于提供一种羟基丙烯酸乳液，又一目的在于提供一种涂料。

[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

[0007] 一种羟基丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0008] 提供第一组合物和金属前驱体，所述第一组合物包括：含羧基的第一烯类单体，所述金属前驱体为碱性化合物；将所述第一组合物和所述金属前驱体进行反应，制备含有金属离子的种子乳液；

[0009] 提供第二组合物，将所述种子乳液和所述第二组合物进行反应，制备核聚合物乳液；

[0010] 提供第三组合物，将所述核聚合物乳液和所述第三组合物进行反应，在所述核聚合物乳液的核上形成壳层，制备核壳型羟基丙烯酸乳液。

[0011] 本发明提供的羟基丙烯酸乳液的制备方法，将用于制备种子乳液的第一组合物与金属前驱体进行反应，第一组合物包括含羧基的第一烯类单体，金属前驱体在酸性环境下可分解出金属离子，与此同时，金属离子能够与体系中的羧基产生鳌合作用，从而与反应合成的种子乳液中的聚合物分子鳌合；然后，将种子乳液与第二组合物进行反应，获得了鳌合有金属离子的核聚合物乳液，之后，将核聚合物乳液与用于制备壳层的第三组合物进行反应。方法简便，易于操作，没有使用到特殊试剂，环境友好，适用于羟基丙烯酸乳液的大规模制备。本发明方法通过在种子乳液中引入金属离子从而制得了核中鳌合有金属离子的羟基丙烯酸乳液，在成膜过程中，羟基丙烯酸乳液粒子与多异氰酸酯固化剂充分融合后，金属离子与聚合物分子链的螯合部分可作为催化剂，加速异氰酸酯基与羟基之间的反应，可大大提高漆膜的实干速度和交联密度。因而，由该羟基丙烯酸乳液制得的聚氨酯涂料具有优异的干燥速度、合适的适用期、优异的耐液性和良好的机械性能。

[0012] 相应的，一种羟基丙烯酸乳液，由上述制备方法制得的所述羟基丙烯酸乳液。

[0013] 本发明提供的羟基丙烯酸乳液，由上述制备方法制得，具有核壳结构，且核中鳌合有金属离子，具有优异的干燥速度、合适的适用期、优异的耐液性和良好的机械性能。

[0014] 相应的，一种涂料，包括：羟基丙烯酸乳液和多异氰酸酯；

[0015] 所述羟基丙烯酸乳液包括：前述制备方法制得的所述羟基丙烯酸乳液，或上述羟基丙烯酸乳液。

[0016] 本发明提供的涂料，其主要成膜物质为羟基丙烯酸乳液，该羟基丙烯酸乳液具有核壳结构，且核中鳌合有金属离子，金属离子与聚合物分子链的螯合部分可作为催化剂，加速异氰酸酯基与羟基之间的反应，提高漆膜的实干速度和交联密度，具有优异的干燥速度、合适的适用期、优异的耐液性和良好的机械性能。

具体实施方式

[0017] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0018] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

[0019] 一种羟基丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：

[0020] S01、提供第一组合物和金属前驱体，所述第一组合物包括：含羧基的第一烯类单体，所述金属前驱体为碱性化合物；将所述第一组合物和所述金属前驱体进行反应，制备含有金属离子的种子乳液；

[0021] S02、提供核聚合物第二组合物，将所述种子乳液和所述第二组合物进行反应，制备核聚合物乳液；

[0022] S03、提供第三组合物，将所述核聚合物乳液和所述第三组合物进行反应，在所述核聚合物乳液的核上形成壳层，制备核壳型羟基丙烯酸乳液。

[0023] 本发明实施例提供的羟基丙烯酸乳液的制备方法，将第一组合物与金属前驱体进行反应，第一组合物包括含羧基的第一烯类单体，金属前驱体在酸性环境下可分解出金属离子，与此同时，金属离子能够与体系中的羧基产生鳌合作用，从而与反应合成的种子乳液中的聚合物分子鳌合；然后，将种子乳液与第二组合物进行反应，获得了鳌合有金属离子的核聚合物乳液，之后，将核聚合物乳液与用于制备壳层聚合物的第三组合物进行反应。方法简便，易于操作，没有使用到特殊试剂，环境友好，适用于羟基丙烯酸乳液的大规模制备。本发明实施例的方法通过在种子乳液中引入金属离子从而制得了核中鳌合有金属离子的羟基丙烯酸乳液，在成膜过程中，羟基丙烯酸乳液粒子与多异氰酸酯固化剂充分融合后，金属离子与聚合物分子链的螯合部分可作为催化剂，加速异氰酸酯基与羟基之间的反应，可大大提高漆膜的实干速度和交联密度。因而，由该羟基丙烯酸乳液制得的聚氨酯涂料具有优异的实干速度、合适的适用期、优异的耐液性和良好的机械性能。

[0024] 具体地，步骤S01中，金属前驱体为通过反应能够提供金属离子的一类物质，为碱性化合物。在本发明实施例中，金属前驱体中的金属应能与羧基、乙酰乙酯基等基团发生鳌合，且形成的螯合物能够催化加速异氰酸酯基与羟基之间的反应，以提高漆膜的实干速度。

[0025] 作为一种实施方式，金属前驱体为氧化锌、氢氧化锌和氢氧化锆中的至少一种。氧化锌、氢氧化锌和氢氧化锆等金属化合物呈碱性，在酸性环境下可发生酸碱反应为体系提供金属离子，锌和锆与羧基鳌合的产物具有良好的催化活性，具有良好的催干作用；同时，上述几种金属前驱体在酸性环境中具有较高的反应活性，且由此得到的离子螯合物透明，不影响乳液外观及其使用性能。

[0026] 步骤S01中，第一组合物用于制备种子乳液，包括：含羧基的第一烯类单体，一方面，提供了酸性环境，促进金属前驱体分解出金属离子；另一方面，羧基能够与金属离子产生鳌合作用，使得金属离子能够连接到种子乳液中的聚合物分子链上，为在羟基丙烯酸乳液粒子的核聚合物中引入金属离子提供前提条件，进而提高由本发明实施例提供的羟基丙烯酸乳液与多异氰酸酯反应的活性，大大提高了漆膜的实干速度和交联密度。

[0027] 除了含羧基的第一烯类单体，第一组合物还包括由其他反应单体，以合成种子乳液。作为一种实施方式，第一组合物由乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第二烯类单体以及引发剂溶解在水中形成，第二烯类单体选自丙烯酸酯和/或烯烃。

[0028] 乳化剂用于提高原料在水中的分散性，以获得均一的种子乳液。乳化剂包括阴离子型乳化剂和阳离子型乳化剂，在一些实施例中，乳化剂选自烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基琥珀酸盐中的至少一种。在进一步实施例中，乳化剂选为十二烷基苯磺酸钠。

[0029] 含羧基的第一烯类单体以及第二烯类单体作为合成种子乳液粒子的聚合单体，在一些实施例中，第一烯类单体选自甲基丙烯酸、丙烯酸和β-(丙烯酰氧)丙酸中的至少一种。在一些实施例中，第二烯类单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯中的至少一种。

[0030] 引发剂用于促进第一烯类单体与第二烯类单体交联聚合，以合成种子乳液粒子。在一些实施例中，引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。在进一步实施例中，引发剂选为重量百分比浓度为4％-6％的过硫酸铵水溶液，例如采用重量百分比浓度为5％的过硫酸铵水溶液。

[0031] 在一些实施例中，乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第二烯类单体、引发剂和水的重量比为(2-6):(1-4):(6-10):(10-20):(200-300)，采用该反应体系，有利于合成低羟体系的羟基丙烯酸乳液。

[0032] 步骤S01中，将所述第一组合物和所述金属前驱体进行反应，通过反应，第一组合物合成种子乳液，且金属前驱体分解出金属离子，同时金属离子与体系中的羧基发生鳌合作用，从而获得含有金属离子的种子乳液。

[0033] 作为一种实施方式，制备含有金属离子的种子乳液的步骤包括：

[0034] S011、将乳化剂、所述含羧基的第一烯类单体、第二烯类单体以及引发剂在水中进行混合，获得第一组合物；

[0035] S012、将所述第一组合物在75℃-80℃下反应15-30分钟，加入金属前驱体水分散液继续反应15-30分钟，获得含有金属离子的种子乳液。

[0036] 通过先将第一组合物进行初步反应，再加入金属前驱体进行混合反应，使得金属前驱体分解出的金属离子能够即时鳌合连接到合成的聚合物分子链上，提高金属离子与种子乳液粒子的复合效率。将金属前驱体以金属前驱体水分散液的形式加入反应体系中，避免影响合成种子乳液离子的反应持续进行，有利于提升金属离子与种子乳液粒子的复合效率。在一些实施例中，将第一组合物在75℃-80℃下反应15-30分钟。

[0037] 步骤S02中，第二组合物用于制备核聚合物，采用与第一组合物属于相近的材料体系，例如第二组合物中主要以烯类单体为主，从而在种子乳液的基础上合成核聚合物乳液。

[0038] 作为一种实施方式，第二组合物包括：第二烯类单体和/或含羧基的第一烯类单体，第二烯类选自丙烯酸酯和/或烯烃。第一烯类单体和第二烯类单体为合成种子乳液的聚合单体，从而充分发挥种子乳液的诱导作用，形成与种子乳液高相容的核聚合物，提高材料体系的稳定性；同时，在第二组合物中引入含羧基的第一烯类单体，可进一步提高核聚合物与体系中金属离子的复合效率。第二组合物中的第一烯类单体和第二烯类单体的具体选择可参考上述第一组合物，此处不一一赘述。可以理解的是，第二组合物中的第一烯类单体的具体单体可与第一组合物中使用的第一烯类单体相同或不相同，第二组合物中的第二烯类单体的具体单体可与第一组合物中使用的第二烯类单体相同或不相同。

[0039] 作为一种实施方式，第二组合物包括：含乙酰乙酸基的第三烯类单体，所述第三烯类单体选自乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯和/或乙酰乙酸基甲基丙烯酸丙酯的一种。金属离子可与乙酰乙酸基发生鳌合，在第二组合物中引入含乙酰乙酸基的第三烯类单体，一方面，使得体系中未鳌合的金属离子连接到核聚合物中；另一方面，使得部分金属离子在与羧基鳌合的同时与乙酰乙酸基发生鳌合，促进金属离子充分地固定在核上，稳定性高，以显著地提高合成的羟基丙烯酸乳液与多异氰酸酯固化剂的反应速度，使得由所述羟基丙烯酸乳液形成的涂料具有优异的实干速度。

[0040] 作为一种实施方式，第二组合物包括：第一丙烯酸羟烷基酯。丙烯酸羟烷基酯为羟基单体，且其羟基为伯羟基，伯羟基与异氰酸酯基的反应活性优于仲羟基和叔羟基，在第二组合物中引入丙烯酸羟烷基酯，使得在提升核聚合物中的羟基数量的同时，提高了羟基的利用率，可进一步提升涂料实干速度，且降低生产成本。

[0041] 在一些实施例中，所述第一丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数大于或等于4。这类单体可提升乳液的反应活性以及提高漆膜的柔韧性，伯羟基与核层骨架的距离与羟基的自由度相关，羟基自由度高可在成膜时促进羟基与异氰酸酯基的反应活性，以进一步提升羟基的利用率。在进一步实施例中，所述第一丙烯酸羟烷基酯选自(甲基)丙烯酸羟丁酯和/或(甲基)丙烯酸羟己酸乙酯。

[0042] 作为一种实施方式，第二组合物包括：乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第一丙烯酸羟烷基酯、第二烯类单体、含乙酰乙酸基的第三烯类单体、引发剂和水，且乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第一丙烯酸羟烷基酯、第二烯类单体、含乙酰乙酸基的第三烯类单体、引发剂和水的重量比为(1-4):(2-8):(5-20):(70-300):(1-6):(50-120)，采用该反应体系，有利于合成低羟体系的羟基丙烯酸乳液。

[0043] 将所述种子乳液和所述第二组合物进行反应的步骤，可参考本领域的常规操作，如一些实施例中，将乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第一丙烯酸羟烷基酯、第二烯类单体、含乙酰乙酸基的第三烯类单体分散在水中，然后在1-3小时内加入引发剂和种子乳液，然后在80℃-85℃下反应30-60分钟。

[0044] 在一些实施例中，所述羟基丙烯酸乳液中，核聚合物的玻璃化转变温度为10℃-60℃。

[0045] 步骤S03中，用于制备壳层聚合物的第三组合物应与第二组合物属于相近的材料体系，例如以烯类单体为主，从而在核聚合物乳液的基础上合成壳层聚合物乳液。

[0046] 作为一种实施方式，第三组合物包括：第二烯类单体和/或含羧基的第一烯类单体。第三组合物中的第一烯类单体和第二烯类单体的具体选择可参考上述第一组合物，此处不一一赘述。可以理解的是，第三组合物中的第一烯类单体的具体单体可与第一组合物和/或第二组合物中使用的第一烯类单体相同或不相同，第三组合物中的第二烯类单体的具体单体可与第一组合物和/或第二组合物中使用的第二烯类单体相同或不相同。

[0047] 作为一种实施方式，第三组合物包括：第二丙烯酸羟烷基酯。通过引入含伯羟基的丙烯酸羟烷基酯，可提升核聚合物中的羟基数量依据提高羟基的利用率，以进一步提升涂料实干速度和降低生产成本。

[0048] 在一些实施例中，第一丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数大于所述第二丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数。根据羟基丙烯酸乳液与多异氰酸酯交联成膜的特性，本发明实施例在核聚合物中引入长羟基侧链以及在壳层聚合物中引入短羟基侧链，可避免在成膜过程中涂料过早产生玻璃化阻碍固化剂与羟基丙烯酸乳液粒子的进一步融合，在提升羟基丙烯酸乳液粒子中羟基的利用率的同时，延长了涂料的适用期，提高了涂料的施工便利性，可大幅度降低生产成本，具有较大的市场价值。由此形成的漆膜具有优异的实干速度、合适的适用期、优异的耐液性和良好的机械性能。

[0049] 在进一步实施例中，所述第二丙烯酸羟烷基酯中的羟烷基的碳原子个数小于或等于3。

[0050] 在进一步实施例中，所述第二丙烯酸羟烷基酯选自(甲基)丙烯酸羟乙酯和/或(甲基)丙烯酸羟丙酯。

[0051] 作为一种实施方式，第三组合物包括：乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第二丙烯酸羟烷基酯、第二烯类单体、引发剂和水，且乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第一丙烯酸羟烷基酯、第二烯类单体、引发剂和水的重量比为(5-30):(5-30):(20-60):(50-300):(50-120)，采用该反应体系，有利于合成低羟体系的羟基丙烯酸乳液。

[0052] 将所述核聚合物乳液和所述第三组合物进行反应的步骤，可参考本领域的常规操作，如一些实施例中，将乳化剂、含羧基的第一烯类单体、第二丙烯酸羟烷基酯、第二烯类单体分散在水中，然后在1-3小时内加入引发剂和核聚合物乳液，然后在80℃-85℃下反应30-60分钟。

[0053] 在一些实施例中，所述羟基丙烯酸乳液中，壳层聚合物的玻璃化转变温度为30℃-60℃。

[0054] 作为一种实施方式，将所述核聚合物乳液和所述第三组合物进行反应的步骤之后还包括：用水稀释反应产物，以及调节溶液pH为6-8，过滤，获得所述羟基丙烯酸乳液。通过稀释来调节乳液浓度，通过调节溶液pH来调节体系的酸碱度，从而获得形态良好的羟基丙烯酸乳液。在一些实施例中，调剂溶液pH为6-8的步骤中，采用氨水、二甲基乙醇胺和三乙胺中的至少一种来调节溶液pH。

[0055] 通过上述方法制得的羟基丙烯酸乳液属于低羟体系，羟值为10-80mg KOH/g(以固体树脂计)。在具体的实施例中，其羟值为10、13、15、17、21、23、25、28、30、33、35、41、46、50、60、70、80mg KOH/g(以固体树脂计)。

[0056] 基于上述技术方案，本发明实施例提供了一种羟基丙烯酸乳液和一种涂料。

[0057] 相应的，一种羟基丙烯酸乳液，由上述制备方法制得的所述羟基丙烯酸乳液。

[0058] 本发明实施例提供的羟基丙烯酸乳液，由上述制备方法制得，具有核壳结构，且核层中鳌合有金属离子，在成膜过程中，羟基丙烯酸乳液粒子与多异氰酸酯固化剂充分融合后，金属离子与聚合物分子链的螯合部分可作为催化剂，加速异氰酸酯基与羟基之间的反应，可大大提高漆膜的实干速度和交联密度。因而，由该羟基丙烯酸乳液制得的聚氨酯涂料具有优异的干燥速度、合适的适用期、优异的耐液性和良好的机械性能。

[0059] 作为一种实施方式，所述羟基丙烯酸乳液的羟值为10-80mg KOH/g(以固体树脂计)。

[0060] 相应的，一种涂料，包括：羟基丙烯酸乳液和多异氰酸酯；

[0061] 所述羟基丙烯酸乳液包括：前述制备方法制得的所述羟基丙烯酸乳液，或上述羟基丙烯酸乳液。

[0062] 本发明实施例提供的涂料，其主要成膜物质为羟基丙烯酸乳液，该羟基丙烯酸乳液具有核壳结构，且核层中鳌合有金属离子，金属离子与聚合物分子链的螯合部分可作为催化剂，加速异氰酸酯基与羟基之间的反应，提高漆膜的实干速度和交联密度，具有优异的干燥速度、合适的适用期、优异的耐液性和良好的机械性能。

[0063] 作为一种实施方式，多异氰酸酯选为水可分散性多异氰酸酯。在一些实施例中，多异氰酸酯选自磺酸盐和/或烷氧基改性的基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯。

[0064] 为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例一种羟基丙烯酸乳液及其制备方法和涂料的进步性能显著地体现，以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。

[0065] 实施例1-实施例3制备了一种羟基丙烯酸乳液，其原料配方如下表1。

[0066] 表1

[0067]

[0068] 制备实施例1的羟基丙烯酸乳液时，在反应瓶中加入(1)组分，开启搅拌，升温至75℃，将组分(2)在15分钟内滴加到反应瓶中，保温15分钟，然后将组分(3)在15分钟内滴加到反应瓶中，滴加完毕后保温30分钟，制得种子乳液。在保温结束后，将(5)组分各原料混合均匀，与(4)组分同时滴加到种子乳液中，滴加时间在2.5小时左右，温度保持在80℃，滴加完毕后保温1小时，制得核聚合物乳液。在保温结束后，将(7)组分各原料混合均匀，与(6)组分同时滴加到核聚合物乳液中，滴加时间1小时左右，温度保持在85℃，滴加完毕后保温1小时左右，然后降温至45℃以下，用(8)组份调整乳液pH，继续搅拌15分钟，用200目滤布过滤出料，获得羟基丙烯酸乳液。

[0069] 制备实施例2的羟基丙烯酸乳液时，其与实施例1的区别在于：制备种子乳液的步骤中，开启搅拌后升温至80℃；制备核聚合物乳液的步骤中，种子乳液的滴加时间为1.5小时；制备壳层聚合物乳液的步骤中，核聚合物乳液的滴加时间为1.5小时。其余地方与实施例1基本相同，此处不一一赘述。

[0070] 制备实施例3的羟基丙烯酸乳液时，其与实施例1的区别在于：制备核聚合物乳液的步骤中，种子乳液的滴加时间为1小时；制备壳层聚合物乳液的步骤中，核聚合物乳液的滴加时间为2.5小时。其余地方与实施例1基本相同，此处不一一赘述。

[0071] 对比例1

[0072] 在反应瓶中加入250g去离子水、2.6g十二烷基苯磺酸钠、0.8g碳酸氢钠，开启搅拌，升温至80℃。将200g去离子水、2.4gADEKA SR10乳化剂、96.2g丙烯酸丁酯、205g甲基丙烯酸甲酯、60g苯乙烯、10g甲基丙烯酸、48.8g甲基丙烯酸羟乙酯混合均匀，制得预乳化液。取5％的预乳化液加入到反应瓶中，在15分钟内将16g过硫酸铵水溶液(5wt％)加入到反应瓶中引发种子乳液聚合，保温15分钟后，开始同时滴加预乳化液和24g过硫酸铵水溶液(5wt％)，在3小时左右滴加完毕，然后保温1h。保温完毕后，降温至45℃以下，使用适量去离子水稀释2g二甲基乙醇胺，加入到乳液中，搅拌15分钟后用200目滤布过滤出料。得到羟值
50mgKOH/g，固含42％的羟基丙烯酸乳液。

[0073] 实施例4

[0074] 本实施例提供了一种双组份水性聚氨酯清底漆，由主剂和固化剂混合而成成，固化剂为Bayhydur XP2655固化剂，NCO：OH＝1.2。

[0075] 主剂的制备方法包括：将实施例1制得的羟基丙烯酸乳液加入反应釜中，在中低转速下，依次加入适量成膜助剂二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚、适量润湿剂BYK346、适量消泡剂BYK024，搅拌15分钟，再加入适量增稠剂350D和RHEOLATE 299、适量消泡剂Tego 810、适量打磨助剂TP 200，高速搅拌30分钟，即得主剂。

[0076] 实施例5

[0077] 本实施例与实施例4的区别在于：主剂的成膜物质为实施例2制得的羟基丙烯酸乳液；其他地方与实施例4基本相同，此处不一一赘述。

[0078] 实施例6

[0079] 本实施例与实施例4的区别在于：主剂的成膜物质为实施例3制得的羟基丙烯酸乳液；其他地方与实施例4基本相同，此处不一一赘述。

[0080] 实施例7

[0081] 本实施例与实施例4的区别在于：主剂的成膜物质为对比例1制得的羟基丙烯酸乳液；其他地方与实施例4基本相同，此处不一一赘述。

[0082] 实施例8

[0083] 本实施例提供了一种双组份水性聚氨酯清面漆，由主剂和固化剂混合而成成，固化剂为烷氧基改性的基于六亚甲基二异氰酸酯的亲水性脂肪族聚异氰酸酯。

[0084] 主剂的制备方法包括：将实施例1制得的羟基丙烯酸乳液加入反应釜中，在中低转速下，依次加入适量成膜助剂二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚、适量润湿剂BYK346、适量消泡剂BYK024，搅拌15分钟，再加入适量增稠剂350D和RHEOLATE 299、适量消泡剂Tego 810，高速搅拌30分钟，即得主剂。

[0085] 实施例9

[0086] 本实施例与实施例4的区别在于：主剂的成膜物质为实施例2制得的羟基丙烯酸乳液；其他地方与实施例4基本相同，此处不一一赘述。

[0087] 实施例10

[0088] 本实施例与实施例4的区别在于：主剂的成膜物质为实施例3制得的羟基丙烯酸乳液；其他地方与实施例4基本相同，此处不一一赘述。

[0089] 实施例11

[0090] 本实施例与实施例4的区别在于：主剂的成膜物质为对比例1制得的羟基丙烯酸乳液；其他地方与实施例4基本相同，此处不一一赘述。

[0091] 1、取实施例1-实施例3制得的羟基丙烯酸乳液进行测试，测试结果如表2。

[0092] 表2

[0093]项目实施例1 实施例2 实施例3
酸值，mgKOH/g 22.0 22.0 19.0
羟值，mg KOH/g 43.0 54.0 60.0
固含(125℃，1h)，％ 42.0 42.0 42.0
pH(25℃) 6.6 6.8 6.5
粘度(25℃)，cps 80.0 75.0 115.0

[0094] 2、取实施例4-实施例7制得的双组份水性聚氨酯清底漆，使用适量水稀释，喷涂在胡桃木贴皮板上，涂布量120-150g/m2，喷涂三道漆，且在喷涂下一道漆前，每道底漆在23℃、75％湿度下表干2h，在40℃烘道中保持30分钟，降温后打磨。

[0095] 取实施例8-实施例11制得的双组份水性聚氨酯清面漆，使用适量水稀释，喷涂在打磨后的清底漆上，涂布量120-150g/m2。在23℃、75％湿度下养护7天测试性能。

[0096] 表3为测试结果，如结果所示，本发明实施例提供的羟基丙烯酸乳液在水性固化剂配伍下，具有合适的适用期，涂膜干燥速度快，前期打磨性好，最终硬度高，耐化学介质好。由此乳液配制的双组份聚氨酯涂料VOC排放小，气味低，适用于各类环保、综合性能要求较高的涂装场合。

[0097] 表3

[0098] 测试项目实施例1 实施例2 实施例3 对比例1表干时间，min 20 26 30 30
实干时间，h 2.5 2 3 4
适用期，h 4 3.5 4 4
底漆打磨性易出粉不粘砂易出粉不粘砂易出粉不粘砂不易出粉，粘砂
附着力(划格间距2mm)，级 1 1 1 1
铅笔硬度 HB HB F 2B
光泽(60°角) 89 88 88 87
耐水性，24h 无异常无异常无异常发白
耐醇性(50％乙醇)，1h 无异常无异常无异常发白，溶胀
耐酸性(10％乙酸)，1h 无异常无异常无异常发白

[0099] 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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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