本发明属于高分子材料，具体涉及一种水溶性阳离子丙烯酸树脂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、丙烯酸树脂具有优良的耐候性，透明性，耐化学性和力学强度，广泛应用汽车、建筑、机械、电器、皮革、纺织印染、造纸等领域。丙烯酸树脂主要有溶剂型和水溶液型两大类。溶剂型树脂性能优异，但溶剂型树脂(主要为芳香烃类)对人体和环境影响大，水溶液型树脂虽对人体和环境影响小，但现有的制备方法需要在丙烯酸含量较多，或者加入乳化剂的情况下制得，从而对最终的树脂性能产生较大影响，限制了树脂的应用范围。
技术实现思路
1、本发明旨在提供一种水溶性阳离子丙烯酸树脂及其制备方法和应用。本发明制得的水性丙烯酸树脂，性能完全达到用芳香烃溶剂制得的溶剂型丙烯酸树脂的性能。同时制备方法中无需使用乳化剂和芳香烃溶剂，有利于进一步提高制得水溶性阳离子丙烯酸树脂的性能。
2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水溶性阳离子丙烯酸树脂，包括以下重量百分含量计的组分：5～10％丙烯酸阳离子单体、10～20％丙烯酸酯、20～30％水溶性有机醇、1～3％引发剂、40～60％水。
3、优选地，所述水溶性阳离子丙烯酸树脂，包括以下重量百分含量计的组分：8～10％丙烯酸阳离子单体、10～15％丙烯酸酯、20～25％水溶性有机醇、1～1.5％引发剂、45～60％水。
4、优选地，所述丙烯酸阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、二烯丙基胺、三烯丙基铵、四烯丙基铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯氧乙基二甲基苄基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基二甲氨基乙酯、甲基丙烯酰氧乙基二甲氨基乙酯中的至少一种。
5、优选地，所述水溶性有机醇包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合物。
6、优选地，引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、异丙苯过氧化氢中的至少一种。
7、本发明中选用的丙烯酸酯可为本领域常用的丙烯酸酯组分如丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸羟丙酯等中的至少一种。
8、本发明还请求保护一种所述水溶性阳离子丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
9、将丙烯酸阳离子单体、丙烯酸酯、水溶性有机醇混合，加入部分引发剂，升温，回流，再加入剩余的引发剂，升温，继续反应，得到聚合物混合溶液，降温，最后加入水，用酸调节ph值，使其变成透明溶液，制得所述水溶性阳离子丙烯酸树脂。
10、本发明所述水溶性阳离子丙烯酸树脂的制备方法中，可先加入剩余的引发剂再进行升温，继续反应，也可以先进行升温再加入剩余的引发剂，两者的顺序对最终水溶性阳离子丙烯酸树脂的性能不会产生明显的影响。
11、优选地，所述丙烯酸阳离子单体、丙烯酸酯、水溶性有机醇混合制得溶液的浓度为40～60％。
12、优选地，所述部分引发剂的用量为引发剂总质量的2/3。
13、优选地，所述水溶性阳离子丙烯酸树脂的固含量为10～40％。
14、优选地，所述加入部分引发剂后的升温为将温度升高至70～80℃。
15、优选地，所述回流的时间为1～2h。
16、优选地，所述加入剩余的引发剂后的升温为将温度升高至85～90℃。
17、优选地，所述继续反应的时间为1～2h。
18、优选地，所述调节ph值为将ph值调节至3～6。
19、优选地，所述调节ph值的溶剂可为h2so4、hcl等无机酸，也可为醋酸(hac)、柠檬酸等有机酸的一种或几种混合物。本发明通过阳离子丙烯酸单体与酸形成季铵盐，季铵盐起乳化剂的作用，也不需要溶剂。
20、本发明还请求保护一种所述水溶性阳离子丙烯酸树脂在制备纤维织物涂层、皮革涂饰剂、粘合剂、织物增深剂中的应用。
21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
22、本发明通过亲水醇类溶剂，无需乳化剂和芳香烃溶剂，制得的水性丙烯酸树脂，性能完全达到用芳香烃溶剂制得的溶剂型丙烯酸树脂的性能。
1.一种水溶性阳离子丙烯酸树脂，其特征在于，包括以下重量百分含量计的组分：5～10％丙烯酸阳离子单体、10～20％丙烯酸酯、20～30％水溶性有机醇、1～3％引发剂、40～60％水。
2.如权利要求1所述水溶性阳离子丙烯酸树脂，其特征在于，所述丙烯酸阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、二烯丙基胺、三烯丙基铵、四烯丙基铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯氧乙基二甲基苄基氯化铵、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、二甲氨基丙基丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基二甲氨基乙酯、甲基丙烯酰氧乙基二甲氨基乙酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述水溶性阳离子丙烯酸树脂，其特征在于，所述水溶性有机醇包括甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述水溶性阳离子丙烯酸树脂，其特征在于，引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、异丙苯过氧化氢中的至少一种。
5.一种如权利要求1～4任一所述水溶性阳离子丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，至少包括以下(1)～(2)中的一项：
7.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，至少包括以下(1)～(5)中的一项：
8.一种如权利要求1-4任一所述水溶性阳离子丙烯酸树脂在制备纤维织物涂层、皮革涂饰剂、粘合剂、织物增深剂中的应用。