[0001] 本发明涉及羟基丙烯酸树脂水分散体的连续生产方法，具体涉及一种低粘度羟基丙烯酸树脂水分散体的连续生产方法。

[0002] 传统的溶剂型聚氨酯涂料因各种优异的性能在各种领域得到了广泛的应用，但其含较多有机溶剂，对环境和人类健康有害，随着人们对环保的日趋重视，溶剂型涂料的应用也受到越来越多的限制，水性涂料因主要溶剂为水，属于环保型涂料，已成为涂料行业的发展趋势。羟基丙烯酸树脂水分散体广泛应用于涂料行业，与异氰酸酯固化剂反应制备的双组份水性聚氨酯，具有良好的耐候性、光泽度、丰满度以及成膜性，可用做面漆、清漆、工业烤漆、防腐涂料等用于木器、汽车、工程机械、轨道交通、金属防腐、建筑内外墙、塑料和玻璃等领域，为满足不同领域的应用需求，关于羟基丙烯酸树脂水分散体的合成研究已有较多相关报道。

[0003] 公开号为CN101914185B的中国专利中提供了一种羟基丙烯酸树脂水分散体的制造方法，其公开的技术方案中采用分步聚合的方式并提高聚合反应的温度，使引发剂的半衰期在几分钟内。虽然根据本领域技术人员的常识，在较高的温度下引发剂快速分解会令自由基的浓度增大从而可以使聚合物的分子量减小、粘度降低，但间歇的制备方法在进行工业化放大时存在极大的放大效应，在工业化生产时不仅存在较高的安全隐患，也会增加运行成本、降低生产效率。这是因为在工业化生产时，一个生产批次中间歇反应器的生产能力较大，物料在几吨到几十吨不等，在升高聚合温度时，引发剂的半衰期大大缩短，自由基的数量在短时间内快速增多并迅速在高温下发生聚合反应同时释放大量的热量，如果滴加速度较快，反应极易失控，存在很大的安全风险，为保证反应的安全可控，及时移出热量，只能减缓滴加速率，增大换热介质的流量。随着反应的进行，在间歇反应器中的成分越来越复杂，既包含未反应的单体，又有聚合到不同程度的聚合物，继续滴加单体与引发剂的混合液，单体发生聚合反应的同时，单体与聚合物也会继续发生聚合反应，导致聚合物的分子量增大且不均匀，并且处理量越大、滴加时间越长时，所得聚合产物的分子量分布越宽，粘度越大。

[0004] 公开号为CN111167395A的中国专利公开了一种连续生产羟基丙烯酸树脂水分散体的系统与方法，其公开的技术方案中采用多个并联的预聚反应釜用于完成单体的聚合反应，采用高速混合器实现中和与初步分散，再利用分散釜与静态混合器完成多次分散，整体上可以实现连续生产，但在聚合反应阶段实际上仍是一个间歇的反应过程，未实现连续聚合，因此在羟基丙烯酸树脂的合成过程中还是会存在所得树脂分子量大、分子量分布不均匀、生产效率低的问题。

[0005] 根据本领域技术人员的常识，在加水分散羟基丙烯酸树脂时存在相反转过程，随着水量的增加，分散体的状态由油包水转化为水包油，在相反转的过程中分散体的粘度随之发生变化，经历先降低后增大再降低的过程，在相反转的过程中存在粘度峰值。由于分散过程中粘度的变化，对分散的装置要求较高并且分散过程的条件也比较苛刻，以提供足够强的剪切力，尽管如此所得的羟基丙烯酸树脂水分散体的粒径较大且不均匀、稳定性较差。为了提高分散性、降低水分散体的粘度，常用的方法有：在树脂的合成过程中使用链转移剂令聚合物的分子量减小，如中国专利CN102161770B、CN103772597B、CN107163177B、CN108530578A；使用较多溶剂降低树脂的粘度，如中国专利CN102161770B；增加酸性单体的用量以提高树脂的酸值令树脂在中和阶段生成较多的亲水性基团，如中国专利CN101457005B；在树脂的合成过程中添加可参与聚合反应的分散剂或乳化剂如乙烯基磺酸盐，以增加树脂的亲水性，如中国专利CN108530578A；添加反应性溶剂如叔碳酸缩水甘油酯、单缩水甘油醚等，以降低树脂的粘度，如中国专利CN104356291A、CN106008790A、CN108530578A。但在树脂合成过程中使用的链转移剂大多具有刺激性的气味造成最终的水分散体也带有刺激性的气味，并且也相应增加了成本；溶剂较多会造成VOC过高或增加脱溶剂的后处理过程，如中国专利CN102161770B与CN11107284A、CN111285957A、CN101649098B以及CN109608575B、CN111040067A选择在聚合反应结束后、中和分散前蒸出部分或全部有机溶剂，但当大部分溶剂蒸出后，树脂的粘度大幅度提高，不仅增大了分散的难度、导致中和分散不均匀，在蒸出溶剂的过程中还易出现胶化现象；增加酸性单体的用量会令树脂的酸值增大，从而降低树脂的耐水性与耐碱性，添加分散剂或乳化剂也会降低树脂的耐水性，增加酸性单体的用量以及添加分散剂或乳化剂都会造成制备的聚氨酯涂料的耐水性较差，适用范围缩小；添加反应性溶剂虽然能够在一定程度上降低VOC与树脂的粘度，但也会影响下游涂料的性能，令漆膜变软，防腐性能降低。已有的生产技术由于聚合阶段多采用釜式工艺，分散阶段多采用间歇的方式，在树脂合成中溶剂用量少、酸性单体用量少、并且不添加链转移剂、分散剂或乳化剂、反应性溶剂(活性稀释剂)或这些添加剂均非常少的情况下很难获得固含量为40～50％且粘度低于1000cp、平均粒径100nm左右的水分散体。

[0006] 为了解决上述问题，在公开号为CN111167395A的中国专利公开的技术方案中，依次采用高速混合器、分散釜与静态混合器分多次进行分散，以克服相转变时高粘度点造成的分散难、单釜产量小的问题，但分散过程复杂，且分散过程中的水分多次加入，实际上还是存在由油多水少转变为油少水多的状态，尤其是在分散釜的分散阶段，经高速分散一段时间后的分散体由分散釜底转入第二静态混合器的过程由于分散釜的横截面积较大且具有明显的返混现象可能存在出料不均匀，造成最终得到的分散体不均匀。公开号为CN109608575A的中国专利公开了一种含羟基聚丙烯酸酯二级水分散体及其制备方法，其公开的技术方案中采用缓慢将共聚物滴加到水中的分散工艺，与往树脂中加水稀释的分散工艺相比，其分散体系一直是水包油的状态，不存在相反转，较易分散，但将树脂滴加到稀释罐的过程中需要预先将树脂加热到较高的温度并需在滴加的过程中一直对树脂进行保温，此操作过程显著增加了能耗。