CN102391409B - 一种通用型热塑性丙烯酸树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种通用型热塑性丙烯酸树脂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

一种通用型热塑性丙烯酸树脂，树脂原料由质量比为5-15％长链丙烯酸酯类单体、3-10％丙烯酸异辛酯、16-30％甲基丙烯酸甲酯、3-10％苯乙烯、1-5％丙烯酸丁酯、0.5-1％引发剂、50％有机溶剂组成，制备过程中，采取分部滴加的方式，控制丙烯酸树脂分子链中单体分布方式，克服了热塑性丙烯酸树脂在在冲击、硬度、附着力、柔韧性方面的矛盾，使树脂达到应用广泛、性能突出的优点。

Description

一种通用型热塑性丙烯酸树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种通用型热塑性丙烯酸树脂及其制备方法和应用。
背景技术
热塑性丙烯酸树脂可以熔融、在适当溶剂中溶解，由其配制的涂料靠溶剂挥发后大分子的聚集成膜，成膜时没有交联反应发生，属非反应型涂料。为了实现较好的物化性能，应将树脂的分子量做大，但是为了保证固体份不至于太低，分子量又不能过大，一般在几万时物化性能和施工性能比较平衡。
该类涂料具有丙烯酸类涂料的基本优点，耐候性好(接近交联型丙烯酸涂料的水平)，保光、保色性优良，耐水、耐酸、耐碱良好，施工方便，但也存在一些缺点：树脂通用性不好，特定的底材只能对应特定的树脂；漆膜在冲击、硬度、附着力、柔韧性方面，有时存在较大的矛盾。
发明内容
本发明涉及一种通用型热塑性丙烯酸树脂及其制备方法和应用。
本发明所述的通用型热塑性丙烯酸树脂，由质量比为5-15％长链丙烯酸酯类单体、3-10％丙烯酸异辛酯、16-30％甲基丙烯酸甲酯、3-10％苯乙烯、1-5％丙烯酸丁酯、0.5-1％引发剂、50％有机溶剂组成。其中长链丙烯酸酯类单体为丙烯酸十八酯或丙烯酸十六酯，引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酸叔丁酯；有机溶剂为甲苯、二甲苯、醋酸丁酯中至少一种。
为实现上述目的，本发明采用以下方案：
(1)将70％-80％的甲基丙烯酸甲酯、70％-80％的苯乙烯、30％-50％的长链丙烯酸酯类单体、30％-50％的丙烯酸异辛酯、30％-50％的丙烯酸丁酯、100％的引发剂混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C；
(2)将20％-30％的甲基丙烯酸甲酯、20％-30％的苯乙烯、50％-70％的长链丙烯酸酯类单体、50％-70％的丙烯酸异辛酯、50％-70％的丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B；
(3)将有机溶剂投入反应釜，加热到回流状态；
(4)滴加A组分，滴加时间为1-2小时；
(5)A组分滴完后，滴加B组分，滴加时间为0.5-1小时；
(6)B组分滴完后，滴加C组分，滴加时间为1-2小时；
(7)C组分滴完后，保温2-5小时；
(8)降温至100℃，过滤，即得本发明所述的丙烯酸树脂。
本发明基于玻璃化温度低的丙烯酸酯类单体提供漆膜附着力，玻璃化温度高的丙烯酸酯类单体提供漆膜硬度的原理，选取丙烯酸酯类单体、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯作为软单体；选取甲基丙烯酸甲酯作为硬单体。在制备过程中，根据分子设计原理，采取分部滴加的方式，控制丙烯酸树脂分子链中单体分布方式，克服了热塑性丙烯酸树脂在在冲击、硬度、附着力、柔韧性方面的矛盾，从而使树脂达到应用广泛、性能突出的优点。
本发明所制得的丙烯酸树脂的用途是金属涂料的制备，广泛使用于金属漆领域，其与颜料、助剂制成单组分油漆，该漆具有常温下快干，硬度高，冲击好，附着力佳，柔韧性好的特点。
具体实施方式
实施例1，一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其原料组成如表1：
表1
  组分   质量(g)
  甲苯   30
  醋酸丁酯   20
  甲基丙烯酸甲酯   30
  苯乙烯   3
  丙烯酸十八酯   5
  丙烯酸异辛酯   10
  丙烯酸丁酯   1.5
  偶氮二异丁腈   0.5
具体制备方法如下：将21g的甲基丙烯酸甲酯、2.4g的苯乙烯、1.5g的丙烯酸十八酯、3g的丙烯酸异辛酯、0.45g丙烯酸丁酯、0.5g偶氮二异丁腈混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C；将余下9g的甲基丙烯酸甲酯、0.6g的苯乙烯、3.5g的丙烯酸十八酯、7g的丙烯酸异辛酯、1.05g丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B。将甲苯、醋酸丁酯投入反应釜，加热到回流状态；滴加A组分，滴加时间为1.5小时；滴加完毕后，继续滴加B组分，滴加时间为0.5小时，滴加完毕后，继续滴加C组分，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后，保温4小时，将温度降到100℃过滤出料，即得本发明所述的丙烯酸树脂。
实施例2，一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其原料组成如表2：
表2
  组分   质量(g)
  二甲苯   30
  醋酸丁酯   20
  甲基丙烯酸甲酯   16
  苯乙烯   10
  丙烯酸十八酯   15
  丙烯酸异辛酯   3
  丙烯酸丁酯   5
  过氧化苯甲酸叔丁酯   1
具体制备方法如下：将12.8g的甲基丙烯酸甲酯、8g的苯乙烯、7.5g的丙烯酸十八酯、0.9g的丙烯酸异辛酯、1.5g丙烯酸丁酯、1g过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C，将余下3.2g的甲基丙烯酸甲酯、2g的苯乙烯、7.5g的丙烯酸十八酯、2.1g的丙烯酸异辛酯、3.5g丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B。将二甲苯、醋酸丁酯投入反应釜，加热到回流状态；滴加A组分，滴加时间为1小时；滴加完毕后，继续滴加B组分，滴加时间为0.5小时，滴加完毕后，继续滴加C组分，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后，保温2小时，将温度降到100℃过滤出料，即得本发明所述的丙烯酸树脂。
实施例3，一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其原料组成如表3：
表3
  组分   质量(g)
  甲苯   50
  甲基丙烯酸甲酯   28.8
  苯乙烯   7
  丙烯酸十八酯   8.5
  丙烯酸异辛酯   4
  丙烯酸丁酯   1
  过氧化二苯甲酰   0.7
具体制备方法如下：将23.04g的甲基丙烯酸甲酯、5.6g的苯乙烯、2.55g的丙烯酸十八酯、1.2g的丙烯酸异辛酯、0.3g丙烯酸丁酯、1g过氧化二苯甲酰混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C，将余下5.76g的甲基丙烯酸甲酯、1.4g的苯乙烯、5.95g的丙烯酸十八酯、2.8g的丙烯酸异辛酯、0.7g丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B。将甲苯投入反应釜，加热到回流状态；滴加A组分，滴加时间为1.5小时；滴加完毕后，继续滴加B组分，滴加时间为1小时，滴加完毕后，继续滴加C组分，滴加时间为1小时，滴加完毕后，保温5小时，将温度降到100℃过滤出料，即得本发明所述的丙烯酸树脂。
实施例4，一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其原料组成如表4：
表4
  组分   质量(g)
  甲苯   30
  醋酸丁酯   20
  甲基丙烯酸甲酯   16
  苯乙烯   10
  丙烯酸十六酯   10
  丙烯酸异辛酯   10
  丙烯酸丁酯   3
  过氧化二苯甲酰   1
具体制备方法如下：将12.8g的甲基丙烯酸甲酯、8g的苯乙烯、3g的丙烯酸十六酯、3g的丙烯酸异辛酯、0.9g丙烯酸丁酯、1g过氧化二苯甲酰混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C，将3.2g的甲基丙烯酸甲酯、2g的苯乙烯、7g的丙烯酸十六酯、7g的丙烯酸异辛酯、2.1g丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B。将甲苯、醋酸丁酯投入反应釜，加热到回流状态；滴加A组分，滴加时间为1.5小时；滴加完毕后，继续滴加B组分，滴加时间为1小时，滴加完毕后，继续滴加C组分，滴加时间为2小时，滴加完毕后，保温3小时，将温度降到100℃过滤出料，即得本发明所述的丙烯酸树脂。
实施例5，一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其原料组成如表1：
表5
  组分   质量(g)
  醋酸丁酯   50
  甲基丙烯酸甲酯   30
  苯乙烯   3
  丙烯酸十六酯   10
  丙烯酸异辛酯   3
  丙烯酸丁酯   3
  过氧化苯甲酸叔丁酯   1
具体制备方法如下：将24g的甲基丙烯酸甲酯、2.4g的苯乙烯、3g的丙烯酸十六酯、0.9g的丙烯酸异辛酯、0.9g丙烯酸丁酯、1g过氧化苯甲酸叔丁酯混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C，将6g的甲基丙烯酸甲酯、0.6g的苯乙烯、7g的丙烯酸十六酯、2.1g的丙烯酸异辛酯、2.1g丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B。将醋酸丁酯投入反应釜，加热到回流状态；滴加A组分，滴加时间为1.5小时；滴加完毕后，继续滴加B组分，滴加时间为0.5小时，滴加完毕后，继续滴加C组分，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后，保温2小时，将温度降到100℃过滤出料，即得本发明所述的丙烯酸树脂。
实施例6，一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其原料组成如表6：
表6
  组分   质量(g)
  甲苯   30
  醋酸丁酯   20
  甲基丙烯酸甲酯   25
  苯乙烯   7
  丙烯酸十六酯   8
  丙烯酸异辛酯   4
  丙烯酸丁酯   5
  偶氮二异丁腈   1
具体制备方法如下：将17.5g的甲基丙烯酸甲酯、5.6g的苯乙烯、4g的丙烯酸十六酯、2g的丙烯酸异辛酯、2.5g丙烯酸丁酯、1g偶氮二异丁腈混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C，将7.5g的甲基丙烯酸甲酯、1.4g的苯乙烯、4g的丙烯酸十六酯、2g的丙烯酸异辛酯、2.5g丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B。将甲苯、醋酸丁酯投入反应釜，加热到回流状态；滴加A组分，滴加时间为1小时；滴加完毕后，继续滴加B组分，滴加时间为0.5小时，滴加完毕后，继续滴加C组分，滴加时间为1.5小时，滴加完毕后，保温4小时，将温度降到100℃过滤出料，即得本发明所述的丙烯酸树脂。
各实施例制得的通用型热塑性丙烯酸树脂，基本性能指标见表7。
表7
Figure BSA00000564905100061
本发明制得的通用型热塑性丙烯酸树脂的用途是金属涂料的制备，将上述实施例成品按照表8的配方制成单组分油漆。
表8
  组分   质量(g)
  丙烯酸树脂   65
  DP101分散剂   0.4
  AX3301消泡剂   0.2
  R902金红石型钛白粉   20
  二甲苯   5.2
  醋酸丁酯   5
  乙二醇乙醚醋酸酯   3
  FM5410   0.2
  215W   1
将表8中的原料混合研磨至细度小于20um，喷涂制版，室温固化，油漆性能见表9。
表9
Figure BSA00000564905100062

Claims (4)

1.一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其特征在于树脂原料由质量比为5-15％长链丙烯酸酯类单体、3-10％丙烯酸异辛酯、16-30％甲基丙烯酸甲酯、3-10％苯乙烯、1-5％丙烯酸丁酯、0.5-1％引发剂、50％有机溶剂组成；
制备方法包括以下步骤：
(1)将70％-80％的甲基丙烯酸甲酯、70％-80％的苯乙烯、30％-50％的长链丙烯酸酯类单体、30％-50％的丙烯酸异辛酯、30％-50％的丙烯酸丁酯、100％的引发剂混合均匀，按质量等分成两份，分别简称为A和C；
(2)将20％-30％的甲基丙烯酸甲酯、20％-30％的苯乙烯、50％-70％的长链丙烯酸酯类单体、50％-70％的丙烯酸异辛酯、50％-70％的丙烯酸丁酯混合均匀，简称为B；
(3)将有机溶剂投入反应釜，加热到回流状态；
(4)滴加A组分，滴加时间为1-2小时；
(5)A组分滴完后，滴加B组分，滴加时间为0.5-1小时；
(6)B组分滴完后，滴加C组分，滴加时间为1-2小时；
(7)C组分滴完后，保温2-5小时；
(8)降温至100℃，过滤，即得本发明所述的丙烯酸树脂；
其中：所述长链丙烯酸酯类单体为丙烯酸十八酯或丙烯酸十六酯。
2.根据权利要求1所述的一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其特征在于所述引发剂为过氧化二苯甲酰或偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酸叔丁酯。
3.根据权利要求1所述的一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其特征在于所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、醋酸丁酯中至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种通用型热塑性丙烯酸树脂，其特征在于通用型丙烯酸树脂的用途是金属涂料的制备。
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