CN101928364A - 耐油羟基丙烯酸树脂及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐油羟基丙烯酸树脂及其制备方法和用途，其特征在于所述羟基丙烯酸树脂通过在自由基引发剂存在下使一种组合物发生共聚反应所得；所述组合物包括：20-30重量份苯乙烯；5-15重量份丙烯酸丁酯；15-20重量份丙烯酸羟丙酯；10-20重量份功能性单体；所述功能性单体选自甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯。该耐油羟基丙烯酸树脂具有很强的耐油性(如0#柴油、93#汽油等)耐油性较常规树脂至少可提高5-9倍，可以满足耐油特殊要求，该共聚反应，工艺简单，大大降低了生产成本。

Description

耐油羟基丙烯酸树脂及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于共聚物制备技术领域，具体涉及一种耐油羟基丙烯酸树脂及其制备方法和用途。

背景技术

汽车及摩托车油箱、护挡等表面罩光除了要求具有高丰满度、高亮光外，还需要能够抵挡汽油、柴油、煤油等油料的腐蚀。因此，油箱等配件的防腐问题受到广泛的关注。人们采取各种不同的防腐措施，以延长其使用寿命，其中采用耐油涂料涂覆在金属及塑料基材表面阻止油料介质对基材的腐蚀，由于施工简单、成本低廉，因而被普遍使用。

目前市场上使用的耐油涂料主要有环氧耐油涂料和聚氨酯耐油涂料两种，其中环氧耐油涂料具备优异的耐油性能与防腐蚀性能，但是其低温干燥性能较差，在5℃以下的环境中，两组分之间基本不会固化；而聚氨酯耐油涂料有优异的耐油性能、较好的表面装饰性能，并能在低温下干燥，但是该类涂料的耐腐蚀性能较差，特别是耐碱性较差。虽然这些涂料都具有优异的耐油性与防腐蚀性能，但是不能满足高亮光、高丰满度的罩光要求。本发明由此而来。

发明内容

本发明目的在于提供一种耐油羟基丙烯酸树脂，解决了现有技术中耐油涂料具有优异的耐油性与防腐蚀性能，但不能满足高亮光、高丰满度的罩光要求等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种耐油羟基丙烯酸树脂，其特征在于所述羟基丙烯酸树脂通过在自由基引发剂存在下使一种组合物发生共聚反应所得；所述组合物包括：

20-30重量份苯乙烯；

5-15重量份丙烯酸丁酯；

15-20重量份丙烯酸羟丙酯；

10-20重量份功能性单体；

所述功能性单体选自甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯。

优选的，所述自由基引发剂选自至少一种温度范围在40～75℃半衰期时间在10小时以上的中温类引发剂或至少一种温度范围在100～140℃半衰期时间在10小时以上的高温类引发剂。

优选的，所述自由基引发剂选自过氧化2，4-二氯苯甲酰、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化3，5，5-三甲基己酰、偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过氧化辛酰、过氧化月桂酰、过氧化癸酰、过氧化琥珀酰、过氧化乙酰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮。

优选的，所述共聚反应在40～170℃下进行。

优选的，所述共聚反应采用的溶剂包括：

15-20重量份二甲苯；

7-10重量份乙二醇乙醚醋酸酯。

本发明的另一目的在于提供一种制备耐油羟基丙烯酸树脂的方法，其特征在于所述方法包括通过在自由基引发剂存在下使一种组合物共聚反应所得；所述组合物包括：

20-30重量份苯乙烯；

5-15重量份丙烯酸丁酯；

15-20重量份丙烯酸羟丙酯；

10-20重量份功能性单体；

所述功能性单体选自甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯。

本发明的又一目的在于提供一种汽车用丙烯酸聚氨酯漆，其特征在于所述汽车用丙烯酸聚氨酯漆通过包括耐油羟基丙烯酸树脂和脂肪族聚氨酯固化剂的组合物制备而成。

本发明的又一目的在于提供一种耐油羟基丙烯酸树脂在汽车耐油涂料制备方面的应用。

本发明技术方案中自由基引发剂可单独或组合使用；可使用任何常用邮寄过氧化物作为自由基引发剂，作为优选的，如过氧化2，4-二氯苯甲酰、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化3，5，5-三甲基己酰、偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过氧化辛酰、过氧化月桂酰、过氧化癸酰、过氧化琥珀酰、过氧化乙酰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮等等。

本发明制备耐油羟基丙烯酸树脂时，采用一种新型单体甲基丙烯酸四氢呋喃酯来制备；得到的产品透明、耐油，这种耐油羟基丙烯酸树脂制备的起始原料为二甲苯、乙二醇乙醚醋酸酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯；与此同时也提供一种含有该羟基丙烯酸树脂的高亮光、高丰满度且耐油性能优秀的涂料组合。

本发明制备时采用的溶剂原料为15-20重量份二甲苯与7-10重量份乙二醇乙醚醋酸酯的混合溶剂；而本发明共聚物采用的原料为20-30重量份苯乙烯；5-15重量份丙烯酸丁酯；15-20重量份丙烯酸羟丙酯；10-20重量份功能单体；其中所述功能性单体选自甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯。优选的混合溶剂为16-18重量份二甲苯与8-10重量份乙二醇乙醚醋酸酯的混合溶剂；而本发明共聚物采用的原料为24-28重量份苯乙烯；8-12重量份丙烯酸丁酯16-18重量份丙烯酸羟丙酯；12-16重量份功能单体；优选的功能性单体是甲基丙烯酸四氢呋喃酯。

本发明的树脂采用以下工艺步骤来制备：

首先将溶剂投入反应釜中，搅拌均匀；

其次滴加共聚物采用的原料，反应釜内反应温度控制在140±10℃，滴加B料的时间控制在4-5小时；

滴加完毕后，加入引发剂在该温度范围再保温2小时；降温至75℃内，过滤，既得本发明的耐油性羟基丙烯酸树脂。

所述的汽车用丙烯酸聚氨酯漆采用本发明得到的耐油性羟基丙烯酸树脂树脂与常用的助剂、脂肪族聚氨酯固化剂进行优化配置而成。常用的助剂包括流平剂、消泡剂、催干剂等。流平剂本身表面张力较低，且与涂料树脂的混溶性有限，可以在短时间内迁移到涂层表面形成单分子层，确保涂层表层的表面张力均匀化，减少贝纳德涡流效应，提高涂料流平性能。

由于涂料在干燥过程中，随着溶剂的蒸发，涂膜表层的表面张力提高，粘度增加、温度下降，造成表面与底层间表面张力、粘度和温度的差异使涂料从底层经表层移动，而表层涂料则因重力作用下沉，形成对流。这种对流在涂膜表面形成不规则形状的纹路，称之为贝纳德涡流，当涂膜干燥后，这些纹路无法消除，即形成橘皮现象。常用的流平剂如下表所示：

所述的催干剂在清漆配方中主要是加速反应有效缩短涂膜固化时间。常用的催干剂如下表：

所述的固化剂选用如下表的固化剂：

通过以上所述的的耐油性羟基丙烯酸树脂作为柱体，配以优良的流平剂、催干剂和消泡剂制备出具有良好的丰满度、优异流平性能的汽车用丙烯酸聚氨酯漆。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

本发明的耐油羟基丙烯酸树脂具有很强的耐油性(如0#柴油、93#汽油等)耐油性较常规树脂至少可提高5-9倍，可以满足耐油特殊要求，本发明的共聚反应，工艺简单，大大降低了生产成本。

与现有技术相比，本发明的耐油性羟基丙烯酸树脂与脂肪族聚氨酯固化剂拼用，可制成丙烯酸聚氨酯漆，该漆具有常温下快干、硬度高、漆膜光泽好、有很好的装饰效果，特别是优异的耐油性能与防腐蚀性能，同时满足高亮光、高丰满度的罩光要求。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1耐油性羟基丙烯酸树脂的制备

制备方法：

取二甲苯18kg、乙二醇乙醚醋酸酯10kg，混合成A料；取苯乙烯24kg、丙烯酸丁酯10.5kg、丙烯酸羟丙酯18kg、功能性单体14kg混合成B料；按下面步骤进行共聚反应：

1、将A料投入反应釜中，搅拌均匀；

2、滴加B料，反应釜内反应温度控制在140±10℃，滴加B料的时间控制在4-5小时；

3、滴加完毕后，在该温度范围再保温2小时

4、降温至75℃内，过滤，既得本发明的耐油性羟基丙烯酸树脂

实施例2耐油性羟基丙烯酸树脂的制备

制备方法：

取二甲苯18kg、乙二醇乙醚醋酸酯10kg，混合成A料；取苯乙烯28kg、丙烯酸丁酯10.5kg、丙烯酸羟丙酯18kg、功能性单体10kg混合成B料；按下面步骤进行共聚反应：

1、将A料投入反应釜中，搅拌均匀；

2、滴加B料，反应釜内反应温度控制在140±10℃，滴加B料的时间控制在4-5小时；

3、滴加完毕后，在该温度范围再保温2小时

4、降温至75℃内，过滤，既得本发明的耐油性羟基丙烯酸树脂

实施例3耐油性羟基丙烯酸树脂的制备

制备方法：

取二甲苯18kg、乙二醇乙醚醋酸酯10kg，混合成A料；取苯乙烯20kg、丙烯酸丁酯8.5kg、丙烯酸羟丙酯18kg、功能性单体20kg混合成B料；按下面步骤进行共聚反应：

1、将A料投入反应釜中，搅拌均匀；

2、滴加B料，反应釜内反应温度控制在140±10℃，滴加B料的时间控制在4-5小时；

3、滴加完毕后，在该温度范围再保温2小时；

4、降温至75℃内，过滤，既得本发明的耐油性羟基丙烯酸树脂。

实施例4丙烯酸聚氨酯漆(耐油性羟基丙烯酸树脂清漆)的制备及其性能测定

表1耐油性羟基丙烯酸树脂清漆配方

制备方法：

按表1配方，将耐油性羟基丙烯酸树脂依次加入流平剂、催干剂、溶剂，用高速搅拌机搅拌30min，混合均匀既得甲组分。高沸点溶剂选用DBE溶剂；流平剂选用BYK-358N；催干剂选用T-18A。

乙组分(固化剂)采用HDI的聚合物，控制固体份为(72±1)％，异氰酸根含量为(16.5±0.5)％。

性能测定：

本实施例得到的清漆按照国家标准或行业标准进行了性能测定，测定结果如下：

表2漆膜的基本性能

表3涂膜的耐油及耐腐蚀性能

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐油羟基丙烯酸树脂，其特征在于所述羟基丙烯酸树脂通过在自由基引发剂存在下使一种组合物发生共聚反应所得；所述组合物包括：

20-30重量份苯乙烯；

5-15重量份丙烯酸丁酯；

15-20重量份丙烯酸羟丙酯；

10-20重量份功能性单体；

所述功能性单体选自甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯。

2.根据权利要求1所述的耐油羟基丙烯酸树脂，其特征在于所述自由基引发剂选自至少一种温度范围在40～75℃半衰期时间在10小时以上的中温类引发剂或至少一种温度范围在100～140℃半衰期时间在10小时以上的高温类引发剂。

3.根据权利要求1所述的耐油羟基丙烯酸树脂，其特征在于所述自由基引发剂选自过氧化2，4-二氯苯甲酰、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化3，5，5-三甲基己酰、偶氮二异丁腈、过氧化二酰、过氧化辛酰、过氧化月桂酰、过氧化癸酰、过氧化琥珀酰、过氧化乙酰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮。

4.根据权利要求1所述的耐油羟基丙烯酸树脂，其特征在于所述共聚反应在40～170℃下进行。

5.根据权利要求1所述的耐油羟基丙烯酸树脂，其特征在于所述共聚反应采用的溶剂包括：

15-20重量份二甲苯；

7-10重量份乙二醇乙醚醋酸酯。

6.一种制备权利要求1所述的耐油羟基丙烯酸树脂的方法，其特征在于所述方法包括通过在自由基引发剂存在下使一种组合物共聚反应所得；所述组合物包括：

20-30重量份苯乙烯；

5-15重量份丙烯酸丁酯；

15-20重量份丙烯酸羟丙酯；

10-20重量份功能性单体；

所述功能性单体选自甲基丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸异冰片酯。

7.一种汽车用丙烯酸聚氨酯漆，其特征在于所述汽车用丙烯酸聚氨酯漆通过包括权利要求1所述的耐油羟基丙烯酸树脂和脂肪族聚氨酯固化剂的组合物制备而成。

8.一种权利要求1所述的耐油羟基丙烯酸树脂在汽车耐油涂料制备方面的应用。