[发明专利]一种氟-磷酸酯改性水性醇酸树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种氟‑磷酸酯改性水性醇酸树脂，由植物油、有机酸酐、多元酸、多元醇、二羟甲基丙酸、烷基丙烯酸酯磷酸酯、氟烯类单体、苯甲酸和中和剂通过反应制得；本发明提供一种氟‑磷酸酯改性水性醇酸树脂的制备方法。本发明制得的氟‑磷酸酯改性水性醇酸树脂，其数均分子量为10000～20000，粒径为400～600nm，玻璃化温度Tg为25～45℃；本发明制得的氟‑磷酸酯改性水性醇酸树脂，其分子结构中含有氟原子和磷酸酯功能基团，具有优良的附着力、疏水性、耐化学品性、耐油性、耐老化性、耐腐蚀性、耐盐雾性；广泛用于水性防腐涂料、水性钢构涂料、水性机械涂料、水性木器涂料、水性塑胶涂料等。

技术领域

本发明涉及一种改性水性醇酸树脂，尤其涉及到一种氟-磷酸酯改性水性醇酸树脂及其制备方法，属于水性树脂合成技术领域。

背景技术

醇酸树脂是一种重要的涂料用树脂，由于其基本不依赖于石油产品，其单体来源丰富、价格低、品种多、配方变化大、方便化学改性且性能好，因而是发展最早同时也是产量最大的合成树脂。醇酸树脂涂料具有施工性好、涂膜丰满度高、柔韧性好等特点，广泛应用于钢结构的装饰与保护，醇酸树脂既可配制单组分自干漆，也可以配制双组分自干或烘干漆，因此自醇酸树脂开发以来，醇酸树脂在涂料工业一直占有重要的地位，但醇酸涂料存在涂膜的干燥缓慢、硬度低、耐水性差、户外耐候性差等明显的缺点。

此外，水性醇酸树脂在使用时，先用胺中和生成盐，然后用水稀释，此类水性醇酸树脂，做自干漆时，其固化方式仅仅只能依靠树脂结构中含有的油酸所带的不饱和双键通过氧化交联的方式进行；因此其不仅固化方式单一，交联反应速度慢，而且固化后的水性醇酸树脂交联密度低，导致其涂膜后的物理、化学性能如硬度、耐水性和耐化学药品性能均很难满足正常的使用要求，为了提高水性醇酸的性能，需要对其进行改性。

磷酸酯是一类常用的附着力促进剂，适用于铜、铁、铝、木材、塑料等各种底材，特别是对铜、铁、铝等金属基材的附着有明显促进效果，这是因为磷酸基团的强极性与基材产生了强烈的化学键合作用，但磷酸酯具有较高的酸值，一般添加量不能过多，过多会影响涂层的耐水性。

而氟原子半径小且具有很强的电负性，因此其对碳链具有屏蔽保护作用，这使得氟聚合物具有优异的热稳定性、耐候性和化学惰性，以及独特的低表面张力、低表面自由能、低摩擦系数和低的介电常数，这赋予了氟聚合物拥有优异的憎水、憎油性，是低表面能材料研究领域的一类重要聚合物。

何立凡，程星光等公开了磷酸酯改性水性醇酸树脂的合成及性能研究，其先采用马来酸酐和丙烯酸酯、磷酸酯自由基溶液共聚合成一种低相对分子质量的预聚物，再与单甘油酯、邻苯二甲酸酐、二羟甲基丙酸单体酯化合成一种改性的醇酸树脂；此发明水性醇酸树脂附着力较差，附着力只能达到1级，且其硬度不高，交联密度不够，表面张力过大，防水性不好，且所用的磷酸酯单体烷基碳数较少，合成乳液的稳定性较差。

目前水性醇酸树脂存在防腐期限短，表面张力大，耐酸耐候性差，附着力低，硬度不高和稳定性差等问题，通过查阅资料，至今还没有公开过氟、磷酸酯改性水性醇酸树脂资料，本发明在醇酸树脂结构上引入氟原子、磷酸酯功能单体，降低其表面张力，增加乳液的交联密度，提高涂膜附着力以及醇酸树脂涂料耐水性、防腐性能。

发明内容

本发明旨在提供一种氟-磷酸酯改性水性醇酸树脂及其制备方法。

所述磷酸酯功能单体，由于磷酸基团具有强极性，其与基材能产生强烈的化学键合作用，磷与金属底材能形成致密的保护膜，使金属底材磷化，增加其与基材的附着力与交联密度，从而改善其防腐性与耐盐雾性能。

本发明在醇酸树脂分子结构上引入氟原子，由于氟原子半径小且具有很强的电负性，因此其对碳链具有屏蔽保护作用，这使得醇酸树脂具有优异的热稳定性、耐候性和化学惰性，以及独特的低表面张力和低摩擦系数，这赋予了醇酸树脂拥有优异的疏水、憎油性能。