[发明专利]一种生物基羟基聚丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种生物基羟基聚丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用，制备原料包括：生物基材料和聚合单体；生物基材料包括含环氧基的生物基油；聚合单体包括羟基丙烯酸酯单体和丙烯酸单体。本发明的乳液配制得到的水性双组分聚氨酯涂料的漆膜减少了石油基材料的使用，同时具有干速快、硬度高、耐化学品性好的特点。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种生物基羟基聚丙烯酸酯乳液及其制备方法和应用。

背景技术

涂料是涂覆在物体表面，用于被涂覆物的保护、装饰和赋予其某些性能的物质，现有木器涂料多为溶剂型涂料，含有超过50％的有机溶剂，这些溶剂在施工过程中会挥发到大气中污染环境，还损害人体健康，并且有机溶剂本身会带来安全隐患。因此，木器涂料的水性化是涂料发展的趋势。水性木器涂料包括单组分和双组分水性木器涂料。其中，单组分水性木器涂料的耐水性、耐化学品性及硬度等漆膜性能与油性涂料差距较大，严重限制了水性木器涂料的推广应用。双组分水性木器涂料的机械性能、耐水性和耐化学品性与溶剂型木器涂料相当，克服了单组分水性木器涂料的缺点，因此成为了高档水性木器涂料的首选。

双组分水性聚氨酯涂料由水性聚合物多元醇和水性多异氰酸酯固化剂组成，分开包装，使用时按比例混合。水性聚合物多元醇包括水性聚丙烯酸酯多元醇、水性聚氨酯多元醇、水性聚酯多元醇和聚醚多元醇以及混合多元醇。其中，水性聚丙烯酸酯多元醇具有优异的保色、保光和耐候性，价格便宜，且分子量、玻璃化温度和羟基含量易于调节等优点，是目前双组分水性聚氨酯涂料中水性聚合物多元醇的首选。采用不同聚合工艺可制得乳液和分散体两种类型聚丙烯酸酯多元醇。羟基聚丙烯酸酯分散体中的羟基含量较高，配制的涂膜具有优异的耐水性及耐化学品性，但存在生产工艺复杂、产品固体含量仅30％-40％、漆膜干速慢、成本高等缺点。乳液型聚丙烯酸酯多元醇又称为羟基聚丙烯酸酯乳液，简称羟丙乳液，但因其存在羟基含量低、漆膜耐水及耐化学品性差等缺点，导致限制了应用。此外，现有的双组分水性聚氨酯涂料大都为石油基材料，不满足碳达峰和碳中和的要求。

因此，急需开发一种满足碳达峰要求且干速快、硬度高、耐化学品性好的涂料。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种生物基羟基聚丙烯酸酯乳液，由此制备得到的生物基水性双组分聚氨酯涂料的漆膜具有高光泽、高透明度、耐水和耐化学品性能优异、高交联密度以及高硬度、抗刮伤且耐磨的特点。

本发明的第二个方面提供了所述的生物基羟基聚丙烯酸酯乳液的制备方法。

本发明的第三个方面提供了一种涂料，所述涂料的制备原料包括所述的生物基羟基聚丙烯酸酯乳液。

本发明的第四个方面提供了一种涂料在装饰领域中的应用。

根据本发明的第一方面实施例的一种生物基羟基聚丙烯酸酯乳液，制备原料包括：生物基材料和聚合单体；

所述生物基材料包括含环氧基的生物基油；

所述聚合单体包括羟基丙烯酸酯单体和丙烯酸单体。

根据本发明的第一方面的实施例的一种生物基羟基聚丙烯酸酯乳液至少具有以下有益效果：

生物基材料和聚合单体发生反应，得到生物基羟基聚丙烯酸酯乳液，本发明的生物基羟基聚丙烯酸酯乳液的羟基分别来自羟基丙烯酸酯单体直接提供和生物基材料的环氧基和聚合单体的羧基发生缩聚反应后生成羟基，保证了漆膜耐水及耐化学品性能。

生物基材料的加入起到了扩链的作用，提高了反应中得到的聚合物的分子量，可使聚合物从线型结构改进为网状结构，由此制得到的水性双组分聚氨酯涂料的漆膜具有干速快、硬度高、耐化学品性好的特点，此外通过引入生物基材料进行反应，降低了石油基材料的使用，也能满足国家关于碳达峰和碳中和的要求。

根据本发明的一些实施例，所述含环氧基的生物基油包括环氧大豆油和环氧亚麻籽油中的至少一种。