一种高硬度水性丙烯酸树脂的制备方法

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1.本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种高硬度水性丙烯酸树脂的制备方法。

背景技术：

2.丙烯酸树脂是以丙烯酸系列不饱和化合物为单体，通过自由基聚合反应制得的一类高分子聚合物树脂，具有很多优良的性能，广泛应用于纺织、油墨、建筑等领域。水性丙烯酸树脂包括丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水分散体及丙烯酸树脂水溶液。
3.与传统的溶剂型涂料相比，水性涂料具有价格低、使用安全、节省资源和能源、减少环境污染和公害等优点，因而已成为当前发展涂料工业的主要方向。水性丙烯酸树脂涂料是水性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。
4.水性丙烯酸树脂的成膜特点主要有两个，其一为热塑性成膜，这种成膜方式是靠溶剂和水挥发让分子颗粒聚集融合成树脂膜，这种成膜过程中没有发生化学反应，而是颗粒聚集的物理现象，施工比较方便，但是树脂膜几乎不耐溶剂；其二是通过发生交联反应的热固性丙烯酸树脂，热固性树脂成膜过程中发生了不同组分间的交联反应，由于交联反应树脂会形成网状结构，这使得树脂膜具有更好的耐溶剂性、耐化学品性和更高的硬度。
5.目前，提高丙烯酸酯水性分散体固含量的研究主要围绕降低树脂的分子量和改善聚合物链的结构两个方向进行，我国的研究者通过一系列复杂的技术如抽提等已经将产品的固含量提升至70％左右，具有高固含量的丙烯酸酯水性分散体具有广阔的应用前景，且高固含量低粘度是未来丙烯酸酯水性分散体的主要发展趋势。国内和国外都对如何提高涂料的固含量做了许多研究，而且已经在涂料方面进行了广泛的应用。
6.虽然国内外对水性丙烯酸树脂已做了较为深入的研究，但水性丙烯酸树脂仍存在成膜后硬度、耐水性和抗冲击性能较差等缺点。

技术实现要素：

7.基于上述技术背景，本发明人进行了锐意进取，结果发现：在水性丙烯酸树脂的制备过程中，用适量的苯乙烯代替甲基丙烯酸甲酯进行制备可制得硬度、抗冲击性和耐水性更优异的水性丙烯酸树脂，同时该水性丙烯酸树脂的制备方法简单，反应单体转化率高，制备方法简单易行，且安全高效。
8.本发明第一方面在于提供一种水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
9.步骤1、将溶剂置于反应容器中后搅拌并升温；
10.步骤2、向升温后的反应体系中添加包括苯乙烯的反应组分ι后再加入保温组分，反应得到中间产物ι；
11.步骤3、向中间产物ι中添加包括苯乙烯的反应组分ⅱ后再加入保温组分，反应得到中间产物ⅱ；
12.步骤4、向中间产物ⅱ中添加二甲基乙醇胺后经搅拌、蒸馏和乳化，得到水性丙烯酸树脂。
13.本发明第二方面在于提供一种由本发明第一方面所述制备方法制得水性丙烯酸树脂。
14.本发明提供的水性丙烯酸树脂的制备方法及由此制备的水性丙烯酸树脂具有以下优势：
15.(1)本发明所述的水性丙烯酸树脂具有较高的硬度，良好的抗冲击性和耐水性；
16.(2)本发明所述水性丙烯酸树脂的制备方法具有传热容易、不易出现爆聚、制备方法简单易行和安全高效等优点。
附图说明
17.图1示出本发明实施例1～实施例5和对比例制得水性丙烯酸树脂的硬度变化图；
18.图2示出本发明实施例1～实施例5和对比例制得水性丙烯酸树脂的光泽度变化图。
具体实施方式
19.下面将对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
20.本发明第一方面在于提供一种水性丙烯酸树脂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
21.步骤1、将溶剂置于反应容器中后搅拌并升温；
22.步骤2、向升温后的反应体系中添加包括苯乙烯的反应组分ι后再加入保温组分，反应得到中间产物ι；
23.步骤3、向中间产物ι中添加包括苯乙烯的反应组分ⅱ后再加入保温组分，反应得到中间产物ⅱ；
24.步骤4、向中间产物ⅱ中添加二甲基乙醇胺后经搅拌、蒸馏和乳化，得到水性丙烯酸树脂。
25.以下对该步骤进行具体描述和说明。
26.步骤1、将溶剂置于反应容器中后搅拌并升温。
27.在本发明中，所述溶剂为混合溶剂，包括甲醇、乙二醇丁醚和十二硫醇。
28.经试验发现，采用包括甲醇、乙二醇丁醚和十二硫醇的混合溶剂作为反应体系的溶剂可提高反应单体在其中的分散均匀性，使后续反应进行的更完全。
29.为使上述溶剂混合的更均匀，对加入反应容器中的溶剂进行机械搅拌，机械搅拌的转速为300～500转/分，优选为400转/分。
30.上述溶剂的添加量为：基于100重量份的甲醇，
31.乙二醇丁醚
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40～80重量份；
32.十二硫醇
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2～4重量份；
33.优选地，基于100重量份的甲醇，
34.乙二醇丁醚
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50～70重量份；
35.十二硫醇
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2.5～3.5；
36.更优选地，基于100重量份的甲醇，
37.乙二醇丁醚
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60重量份；
38.十二硫醇
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2.78重量份。
39.边搅拌边进行升温，升高温度至60～90℃，优选为70～80℃，更优选为75℃。
40.步骤2、向升温后的反应体系中添加包括苯乙烯的反应组分ι后再加入保温组分，反应得到中间产物ι。
41.反应组分ι的添加方式优选为滴加，滴加时间为2～4h，优选为3h。
42.滴加可使引发剂和单体在瞬间即基本反应完毕，避免单体大量堆积造成的反应速度过快、热量难以及时散失和假黏等不良现象的发生，还可使生成的聚合物相对分子质量分布较窄。
43.根据本发明，反应组分ι包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基三氧基硅烷和引发剂。在本发明中，所述引发剂优选为偶氮二异。
44.乙烯基三氧基硅烷单体一端含有乙烯基不饱和键，另一端含有可水解为羟基的硅氧烷结构，少量乙烯基硅氧烷单体的加入，可提高水性丙烯酸树脂的耐水性，同时还可赋予水性丙烯酸树脂良好的热稳定性。
45.本发明人发现，向反应体系中添加苯乙烯，可提高制得水性丙烯酸树脂的硬度、耐水性和抗冲击强度。
46.基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，反应组分ι中各物质的添加量为：
[0047][0048]
优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0049][0050]
更优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0051][0052]
[0053]
添加苯乙烯可提高水性丙烯酸树脂的硬度、耐水性和抗冲击性能，若苯乙烯的添加量太少，如低于1重量份，水性丙烯酸树脂的硬度、耐水性和抗冲击性能并未提高，但若苯乙烯的添加量过多，如高于70重量份，最终制得水性丙烯酸树脂的硬度、耐水性和抗冲击性能反而降低，经试验发现，苯乙烯的添加量为上述范围时制得的水性丙烯酸树脂具有较高的硬度、耐水性和抗冲击性能。
[0054]
向反应体系中添加完反应组分ι后，再向反应体系中添加保温组分，保温组分的添加方式优选为直接添加，保温组分的添加可使未完全反应的单体进一步进行反应，使没有反应完全的单体能够充分反应，反应进行的更彻底。
[0055]
保温组分优选混合均匀后再添加至反应体系中，混合方式优选为超声分散，所述保温组分包括引发剂、十二硫醇和乙二醇丁醚。
[0056]
基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0057]
引发剂
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0.1～5重量份；
[0058]
十二硫醇
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0.5～2重量份；
[0059]
乙二醇丁醚
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30～40重量份；
[0060]
优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0061]
引发剂
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0.5～3重量份；
[0062]
十二硫醇
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0.7～1.5重量份；
[0063]
乙二醇丁醚
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32～38重量份；
[0064]
更优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0065]
引发剂
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1～1.5重量份；
[0066]
十二硫醇
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1～1.2重量份；
[0067]
乙二醇丁醚
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34～36重量份。
[0068]
添加保温组分后保温反应0.5～2h，优选为1h。经试验发现，保温反应时间为0.5～2h，可使单体反应的更完全，保温反应时间超过2h，不但不会提高单体转化率，还会降低制备效率。
[0069]
步骤3、向中间产物ι中添加包括苯乙烯的反应组分ⅱ后再加入保温组分，反应得到中间产物ⅱ。
[0070]
保温反应结束后，向反应体系中添加反应组分ⅱ，反应组分ⅱ的添加方式优选为滴加，滴加时间为3～4h，优选为3.5h。滴加的方式可使反应单体反应的更完全，使参加聚合的单体具有不同的竞聚率，生成的聚合物相对分子质量分布相对较窄。
[0071]
本发明所述反应组分ⅱ包括苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基三氧基硅烷和引发剂，所述引发剂优选为偶氮二异。反应组分ⅱ中引入甲基丙烯酸可引入交联点，增加水性丙烯酸树脂的附着力。
[0072]
反应组分ⅱ中各物质的添加量为，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0073][0074]
优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0075][0076][0077]
更优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯；
[0078][0079]
经试验发现，水性丙烯酸树脂的硬度、耐水性和抗冲击性能与苯乙烯的添加量有关，水性丙烯酸树脂的上述性能随着苯乙烯添加量的增加不断提高，但当苯乙烯的添加量超过一定值后，水性丙烯酸树脂的上述性能不升反降。
[0080]
添加完反应组分ⅱ后，再向反应体系中添加保温组分，其添加方式为直接添加，保温组分优选为先混合均匀后再加入反应体系中，添加保温组分可使没有反应完全的单体继续进行反应，使聚合反应进行的更彻底。
[0081]
所述保温组分包括引发剂、十二硫醇和乙二醇丁醚，保温组分中各物质的添加量为：基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0082]
引发剂
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0.5～5重量份；
[0083]
十二硫醇
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0.1～2重量份；
[0084]
乙二醇丁醚
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30～40重量份；
[0085]
优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0086]
引发剂
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1～3重量份；
[0087]
十二硫醇
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0.3～1.5重量份；
[0088]
乙二醇丁醚
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32～37重量份；
[0089]
更优选地，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
[0090]
引发剂
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1.2～2重量份；
[0091]
十二硫醇
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0.5～1重量份；
[0092]
乙二醇丁醚
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34～35重量份。
[0093]
添加完保温组分后进行保温反应，反应时间为0.5～2h，优选为1h。两次加料后会有少量单体没有完全反应掉，因此，需要再次加入保温组分将少量未反应的单体完全反应掉，同时将保温反应时间设定为0.5～2h即可保证未反应的单体继续进行反应，使反应单体的转化率提高，反应进行的更彻底。
[0094]
步骤4、向中间产物ⅱ中添加二甲基乙醇胺后经搅拌、蒸馏和乳化，得到水性丙烯酸树脂。
[0095]
加入二甲基乙醇胺后进行搅拌，搅拌时间为15～45min，优选为30min。
[0096]
基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，二甲基乙醇胺的添加量为5～15重量份，优选添加量为8～10重量份。
[0097]
所述蒸馏温度为80～120℃，优选为100℃。蒸馏温度会影响制得产物的纯度，蒸馏温度为80～120℃制得的水性丙烯酸树脂具有较高的纯度。
[0098]
蒸馏完毕后向中间产物ⅱ中添加水进行搅拌乳化。乳化时间为10～40min，优选为30min。上述乳化时间可使乳化更充分。
[0099]
基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，水的添加量为350～450重量份，优选为400～420重量份。
[0100]
本发明第二方面在于提供一种由本发明第一方面所述制备方法制得的水性丙烯酸树脂。所述水性丙烯酸树脂的硬度可达3h。
[0101]
本发明所具有的有益效果：
[0102]
(1)本发明所述水性丙烯酸树脂在制备过程中通过不同苯乙烯代替甲基丙烯酸甲酯的用量，可有效提高水性丙烯酸树脂的性能；
[0103]
(2)本发明所述水性丙烯酸树脂具有良好的耐水性、硬度和抗冲击性，其耐水性最高可达16h，硬度最高可达3h；
[0104]
(3)本发明所述水性丙烯酸树脂的制备方法具有反应单体转化率高、反应温度易控制以及聚合反应安全平稳、凝胶现象不易出现等优点。
[0105]
实施例
[0106]
以下通过具体实例进一步阐述本发明，这些实施例仅限于说明本发明，而不用于限制本发明范围。
[0107]
实施例1
[0108]
向四口烧瓶中加入250g甲醇、150g乙二醇丁醚、6.95g十二硫醇，同时打开搅拌器开关，把搅拌器转速调至400转/分，控制水浴温度为75℃，当温度升至75℃时，开始向反应容器中滴加57g甲基丙烯酸甲酯、5.7g苯乙烯、52g丙烯酸丁酯、34g甲基丙烯酸羟乙酯、7.0g
乙烯基三氧基硅烷、3g偶氮二异，滴加过程中进行超声分散，滴加完成后再直接加入经超声分散后的0.6g偶氮二异、0.6g十二硫醇和20g乙二醇丁醚的混合物，保温反应1h，然后滴加86g甲基丙烯酸甲酯、8.6g苯乙烯、11.8g甲基丙烯酸、78g丙烯酸丁酯、52g甲基丙烯酸羟乙酯、11g乙烯基三氧基硅烷、5g偶氮二异，超声分散后滴加，约3.5h滴完，将1.23g偶氮二异、0.6g十二硫醇、30g乙二醇丁醚超声分散混合后直接加入上述反应体系中，保温反应1h，最后加入12.25g二甲基乙醇胺，搅拌30分钟，连接好蒸馏装置升高温度至100℃，加去离子水580g高速搅拌乳化30分钟。
[0109]
实施例2
[0110]
以与实施例1相似的方法进行水性丙烯酸树脂的制备，区别仅在于：开始向反应容器中滴加57g甲基丙烯酸甲酯、11.4g苯乙烯、52g丙烯酸丁酯、34g甲基丙烯酸羟乙酯、7.0g乙烯基三氧基硅烷、3g偶氮二异，滴加完成后再直接加入经超声分散后的0.6g偶氮二异、0.6g十二硫醇和20g乙二醇丁醚的混合物，保温反应1h，然后滴加86g甲基丙烯酸甲酯、17.2g苯乙烯、11.8g甲基丙烯酸、78g丙烯酸丁酯、52g甲基丙烯酸羟乙酯、11g乙烯基三氧基硅烷、5g偶氮二异。
[0111]
实施例3
[0112]
以与实施例1相似的方法进行水性丙烯酸树脂的制备，区别仅在于：开始向反应容器中滴加57g甲基丙烯酸甲酯、17.1g苯乙烯、52g丙烯酸丁酯、34g甲基丙烯酸羟乙酯、7.0g乙烯基三氧基硅烷、3g偶氮二异，滴加过程中进行超声分散，滴加完成后再直接加入经超声分散后的0.6g偶氮二异、0.6g十二硫醇和20g乙二醇丁醚的混合物，保温反应1h，然后滴加86g甲基丙烯酸甲酯、25.8g苯乙烯、11.8g甲基丙烯酸、78g丙烯酸丁酯、52g甲基丙烯酸羟乙酯、11g乙烯基三氧基硅烷、5g偶氮二异。
[0113]
实施例4
[0114]
以与实施例1相似的方法进行水性丙烯酸树脂的制备，区别仅在于：开始向反应容器中滴加57g甲基丙烯酸甲酯、22.8g苯乙烯、52g丙烯酸丁酯、34g甲基丙烯酸羟乙酯、7.0g乙烯基三氧基硅烷、3g偶氮二异，滴加过程中进行超声分散，滴加完成后再直接加入经超声分散后的0.6g偶氮二异、0.6g十二硫醇和20g乙二醇丁醚的混合物，保温反应1h，然后滴加86g甲基丙烯酸甲酯、34.4g苯乙烯、11.8g甲基丙烯酸、78g丙烯酸丁酯、52g甲基丙烯酸羟乙酯、11g乙烯基三氧基硅烷、5g偶氮二异。
[0115]
实施例5
[0116]
以与实施例1相似的方法进行水性丙烯酸树脂的制备，区别仅在于：开始向反应容器中滴加57g甲基丙烯酸甲酯、28.5g苯乙烯、52g丙烯酸丁酯、34g甲基丙烯酸羟乙酯、7.0g乙烯基三氧基硅烷、3g偶氮二异，滴加过程中进行超声分散，滴加完成后再直接加入经超声分散后的0.6g偶氮二异、0.6g十二硫醇和20g乙二醇丁醚的混合物，保温反应1h，然后滴加86g甲基丙烯酸甲酯、43g苯乙烯、11.8g甲基丙烯酸、78g丙烯酸丁酯、52g甲基丙烯酸羟乙酯、11g乙烯基三氧基硅烷、5g偶氮二异。
[0117]
对比例
[0118]
以与实施例1相似的方法进行水性丙烯酸树脂的制备，区别仅在于：制备过程中不添加苯乙烯。
[0119]
实验例
[0120]
实验例1硬度的测试
[0121]
漆膜的硬度是指漆膜局部抵抗硬物压入其表面的能力，硬度的测定采用铅笔硬度法进行测定，用小刀把铅笔削好，依次用b型、hb型、h型、2h型、3h型铅笔45
°
划铁片上的漆膜，观察铁片漆膜样品表面状况，当漆膜表面上有明显刮痕时，则上一种铅笔型号为其硬度，观察漆膜状况，测试结果如表1所示，添加固化剂异氰酸酯后的测试结果如表2所示。
[0122]
表1漆膜硬度测试结果
[0123][0124]
从表1中可以看出，在水性丙烯酸树脂的制备过程中添加适量的苯乙烯可以提高漆膜的硬度，随着苯乙烯添加量的增多，水性丙烯酸树脂的硬度逐渐增加，当苯乙烯的添加量超过40％后，漆膜的硬度反而降低，说明适量苯乙烯的添加可以提高水性丙烯酸树脂漆膜的硬度。
[0125]
表2添加固化剂后漆膜的测试结果
[0126][0127]
从表2中可以看出，在水性丙烯酸树脂中添加固化剂可提高水性丙烯酸树脂漆膜的硬度。
[0128]
实验例2光泽度的测定
[0129]
打开光泽度测定仪，60℃光泽度仪在黑板上的读数为97.0，校正完毕后将光泽度仪放在喷好漆并烘干的玻璃片中央测量，记录其光泽度，玻璃片在测量之前需要在一侧喷好黑漆膜，然后再进行测量。测试结果如表3和图2所示。
[0130]
表3光泽度测试结果
[0131][0132]
从表3中可以看出，添加苯乙烯后，水性丙烯酸树脂漆膜的光泽度下降。
[0133]
实验例3耐水性测定
[0134]
漆膜的耐水性直接影响到漆膜的使用寿命，是涂料的一项重要质量指标。具体测试过程如下：将喷好黑漆膜的并烘干的铁片放入水中浸泡，露出一部分未浸泡的作为对比，观察漆膜的变化情况，并记录时间。漆膜会出现起白粒，生锈现象。测试结果如表4所示，添加固化剂异氰酸酯后的耐水性如表5所示。
[0135]
表4漆膜耐水性测试结果
[0136][0137]
从表4中可以看出，添加苯乙烯后水性丙烯酸树脂漆膜的耐水性提高，但当苯乙烯的添加量超过40％后，水性丙烯酸树脂漆膜的耐水性开始降低。
[0138]
表5添加固化剂后漆膜耐水性测试结果
[0139][0140]
从表5中看出，水性丙烯酸树脂用固化剂固化后其耐水性较没有添加固化剂的水性丙烯酸树脂大大提高，这是由于固化剂中异氰酸根与水性丙烯酸树脂中的羟基发生交联固化反应，使得树脂膜的耐水性提高，耐水时间成倍增加。
[0141]
实验例4附着力测定
[0142]
漆膜的附着力是指漆膜与被涂物表面结合在一起的坚劳程度，这种结合力是由漆膜中聚合物的极性基团与被涂物表面的极性基团相互作用而形成的。因此，漆膜的附着力是判定漆膜性能好坏的一项重要指标。
[0143]
漆膜的附着力采用划格法进行测试：将喷好漆膜并烘干的样品用漆膜划格仪用力的划出井字格，然后使用胶带贴在整个井字格处，最后以最小的角度撕下胶布，观察漆膜的状况，测试结果如表6所示。向制得的漆膜中添加异氰酸酯固化剂固化后，并按上述方法进行附着力测试，测试结果如表7所示
[0144]
表6漆膜附着力测试结果
[0145][0146]
由表6可以看出，用苯乙烯代替甲基丙烯酸甲酯制备水性丙烯酸树脂不会降低漆膜的附着力，但随着苯乙烯用量的增加，漆膜的附着力开始降低。
[0147]
表7添加固化剂后漆膜附着力测试结果
[0148][0149]
由表7可以看出，添加入固化剂后，水性丙烯酸树脂漆膜的附着力提高，这是由于固化剂与水性丙烯酸树脂发生了交联反应使树脂变成了网状结构，从而使树脂漆膜的附着力提高，因此，添加固化剂后水性丙烯酸树脂的附着力全部增大。
[0150]
实验例5抗冲击性测定
[0151]
涂料的抗冲击性是指涂料样品抵抗冲击负荷作用的能力。具体测试步骤为：使用杜邦冲击试验仪对样品进行抗冲击性能测试，将喷好漆膜并烘干的样品置于处，将1000g重量砝码于不同高度自由落体砸在铁片上，观察正面冲击与反面冲击后漆膜状况，若漆膜没有裂纹则记下此时重物的高度。测试结果如表8所示，添加固化剂异氰酸酯后的测试结果如表9所示。
[0152]
表8漆膜抗冲击性能测试
[0153][0154]
从表8可以看出，在制备过程中添加适量的苯乙烯可改善水性丙烯酸树脂的抗冲击性能，苯乙烯的用量为20％～40％时，抗冲击性能较未添加苯乙烯的抗冲击性能提高，但当用量超过40％后，水性丙烯酸树脂的抗冲击性能反而下降。这可能是由于苯乙烯用量过多，聚合反应过于充分，发生凝胶化现象，导致漆膜过硬，从而使其抗冲击性能下降。
[0155]
表9添加固化剂后漆膜抗冲击性能测试结果
[0156][0157][0158]
由表9可以看出，添加固化剂后，水性丙烯酸树脂膜的抗冲击性能大大提高，这是由于添加固化剂后，水性丙烯酸树脂与固化剂发生了交联化学反应使树脂变成了网状结构，从而使树脂的抗冲击性能大幅度提高。
[0159]
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种水性丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤1、将溶剂置于反应容器中后搅拌并升温；步骤2、向升温后的反应体系中添加包括苯乙烯的反应组分ι后再加入保温组分，反应得到中间产物ι；步骤3、向中间产物ι中添加包括苯乙烯的反应组分ⅱ后再加入保温组分，反应得到中间产物ⅱ；步骤4、向中间产物ⅱ中添加二甲基乙醇胺后经搅拌、蒸馏和乳化，得到水性丙烯酸树脂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述溶剂为混合溶剂，包括甲醇、乙二醇丁醚和十二硫醇；基于100重量份的甲醇，乙二醇丁醚的添加量为40～80重量份，十二硫醇2～4重量份。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，反应组分ι包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基三氧基硅烷和引发剂；基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，反应组分ι中各物质的添加量为：4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，保温组分包括引发剂、十二硫醇和乙二醇丁醚，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，引发剂
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0.1～5重量份；十二硫醇
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0.5～2重量份；乙二醇丁醚
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30～40重量份。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，添加保温组分后保温反应0.5～2h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，保温组分ⅱ包括苯乙烯、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、乙烯基三氧基硅烷和引发剂，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，保温组分中各物质的添加量为：引发剂
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0.5～5重量份；十二硫醇
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0.1～2重量份；乙二醇丁醚
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30～40重量份。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，基于100重量份的甲基丙烯酸甲酯，二甲基乙醇胺的添加量为5～15重量份。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述蒸馏温度为80～120℃；乳化时间为10～40min。10.一种根据权利要求1至9之一所述制备方法制得的水性丙烯酸树脂。

技术总结

本发明提供了一种高硬度水性丙烯酸树脂的制备方法，首先将混合溶剂置于反应容器中后搅拌升温，然后向升温后的反应体系中添加包括苯乙烯的反应组分Ι后再加入保温组分，保温反应一段时间后添加反应组分Ⅱ和保温组分，反应结束后添加二甲基乙醇胺后经搅拌、蒸馏和乳化，制得水性丙烯酸树脂。本发明所述水性丙烯酸树脂的制备方法简单，反应单体转化率高，且制备方法简单易行、安全高效，制得的水性丙烯酸树脂具有较高的硬度、耐水性和抗冲击性。耐水性和抗冲击性。