CN102838707A - 高性能水溶性丙烯酸树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高性能水溶性丙烯酸树脂，其特征在于它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯2-5份、丙烯酸羟乙酯1-3份、甲基丙烯酸甲酯5-8份、甲基丙烯酸异辛脂3-4份、丙烯酸正丁酯6-9份、丙烯酸乙酯3-6份、丙烯酸1-2份、叔碳酸缩水甘油酯2-5份、甲基丙烯酸六氟丁酯1-3份、引发剂0.08-0.4份、中和剂1-2份、消泡剂0.01-0.02份、异丙醇8-15份以及去离子水10-50份。本发明在常规的水溶性丙烯酸树脂的原料中添加叔碳酸缩水甘油酯以及甲基丙烯酸六氟丁酯两种改性剂，制备得到的水溶性丙烯酸树脂具有高耐碱性以及高耐沸水性，涂抹成型的产品光泽度好，满足人们的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种高性能水溶性丙烯酸树脂及其制备方法，属于涂料领域。
背景技术
与传统的溶剂型涂料相比，水溶性涂料具有价格低、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。水溶性丙烯酸树脂涂料因具有流平好、光泽高、成膜佳及涂膜致密性好等诸多优点，可显著提高施工固化过程中的安全可靠性，并且保留了溶剂型丙烯酸树脂涂料在机械性能、防护性能及装饰性能等方面的优点，成为水溶性涂料中发展最快、品种最多的无污染型涂料。
然而常规的水溶性丙烯酸树脂的各方面指标只能在普通状态能够得到满足，一旦遇到恶劣的工况下，常规的水溶性丙烯酸树脂其耐碱性、耐沸水性较低，难以满足要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高性能水溶性丙烯酸树脂及其制备方法，使得产品具有高耐碱性以及高耐沸水性。
本发明的目的是这样实现的：
一种高性能水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯2-5份、丙烯酸羟乙酯1-3份、甲基丙烯酸甲酯5-8份、甲基丙烯酸异辛脂3-4份、丙烯酸正丁酯6-9份、丙烯酸乙酯3-6份、丙烯酸1-2份、叔碳酸缩水甘油酯2-5份、甲基丙烯酸六氟丁酯1-3份、引发剂0.08-0.4份、中和剂1-2份、消泡剂0.01-0.02份、异丙醇8-15份以及去离子水10-50份。
所述引发剂为偶氮二异丁氰。
所述中和剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺或者三乙胺。
该高性能水溶性丙烯酸树脂的制备方法如下：
步骤一、配置混合溶液
将甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛脂、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、叔碳酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸六氟丁酯以及占引发剂总量的60%-70%的引发剂混合形成混合溶液；
步骤二、水溶性丙烯酸树脂成型
反应容器中以异丙醇和占去离子水总量的5-15%的去离子水为底料升温至85-90℃，向反应容器中滴加步骤一制成的混合溶液，滴加时间为150-200min，然后反应容器保温150-280min，再将步骤一余下的引发剂溶于异丙醇中，将其补加于反应容器中，然后反应容器保温150-280min，然后反应容器降温至60℃以下，向反应容器中加入中和剂搅拌均匀，再向反应容器中加入消泡剂，最后加余下的去离子水稀释成型。
最为一种优选，该高性能水溶性丙烯酸树脂的制备方法可使用以下参数：
步骤一、引发剂的使用量为65%；
步骤二、反应容器升温至86℃，向反应容器中滴加步骤一制成的混合溶液的时间为180min，然后反应容器保温210min，再将步骤一余下的35%的引发剂溶于异丙醇中，将其补加于反应容器中，然后反应容器保温210min，然后反应容器降温至58℃，向反应容器中加入中和剂搅拌均匀，再向反应容器中加入消泡剂，最后加余下的去离子水稀释成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在常规的水溶性丙烯酸树脂的原料中添加叔碳酸缩水甘油酯以及甲基丙烯酸六氟丁酯两种改性剂，制备得到的水溶性丙烯酸树脂具有高耐碱性以及高耐沸水性，涂抹成型的产品光泽度好，满足人们的需求。
具体实施方式
本发明涉及的一种高性能水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯2-5份、丙烯酸羟乙酯1-3份、甲基丙烯酸甲酯5-8份、甲基丙烯酸异辛脂3-4份、丙烯酸正丁酯6-9份、丙烯酸乙酯3-6份、丙烯酸1-2份、叔碳酸缩水甘油酯2-5份、甲基丙烯酸六氟丁酯1-3份、引发剂0.08-0.4份、中和剂1-2份、消泡剂0.01-0.02份、异丙醇8-15份以及去离子水10-50份。
所述引发剂为偶氮二异丁氰，所述中和剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺或者三乙胺。
该高性能水溶性丙烯酸树脂的制备方法如下：
步骤一、配置混合溶液
将甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛脂、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、叔碳酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸六氟丁酯以及占引发剂总量的60%-70%的引发剂混合形成混合溶液。
步骤二、水溶性丙烯酸树脂成型
反应容器中以异丙醇和占去离子水总量的5-15%的去离子水为底料升温至85-90℃，向反应容器中滴加步骤一制成的混合溶液，滴加时间为150-200min，然后反应容器保温150-280min，再将步骤一余下的引发剂溶于异丙醇中，将其补加于反应容器中，然后反应容器保温150-280min，然后反应容器降温至60℃以下，向反应容器中加入中和剂搅拌均匀，再向反应容器中加入消泡剂，最后加余下的去离子水稀释成型。
作为一种优选，该高性能水溶性丙烯酸树脂的制备方法可使用以下参数：
步骤一、引发剂的使用量为65%；
步骤二、反应容器升温至86℃，向反应容器中滴加步骤一制成的混合溶液的时间为180min，然后反应容器保温210min，再将步骤一余下的35%的引发剂溶于异丙醇中，将其补加于反应容器中，然后反应容器保温210min，然后反应容器降温至58℃，向反应容器中加入中和剂搅拌均匀，再向反应容器中加入消泡剂，最后加余下的去离子水稀释成型。
本发明的实施例1-实施例5的各原料组份如下：
实施例1、一种高性能水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯2份、丙烯酸羟乙酯2份、甲基丙烯酸甲酯5份、甲基丙烯酸异辛脂3.5份、丙烯酸正丁酯7份、丙烯酸乙酯4份、丙烯酸1份、叔碳酸缩水甘油酯2份、甲基丙烯酸六氟丁酯2份、引发剂0.08份、中和剂1.5份、消泡剂0.02份、异丙醇10份以及去离子水20份。
实施例2、一种高性能水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯3份、丙烯酸羟乙酯1份、甲基丙烯酸甲酯6份、甲基丙烯酸异辛脂3份、丙烯酸正丁酯6份、丙烯酸乙酯3份、丙烯酸2份、叔碳酸缩水甘油酯3份、甲基丙烯酸六氟丁酯2.5份、引发剂0.1份、中和剂1.2份、消泡剂0.01份、异丙醇15份以及去离子水10份。
实施例3、一种高性能水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯4份、丙烯酸羟乙酯2份、甲基丙烯酸甲酯8份、甲基丙烯酸异辛脂4份、丙烯酸正丁酯8份、丙烯酸乙酯5份、丙烯酸1.5份、叔碳酸缩水甘油酯5份、甲基丙烯酸六氟丁酯1份、引发剂0.2份、中和剂1份、消泡剂0.01份、异丙醇8份以及去离子水40份。
实施例4、一种高性能水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯5份、丙烯酸羟乙酯1份、甲基丙烯酸甲酯7份、甲基丙烯酸异辛脂3.5份、丙烯酸正丁酯9份、丙烯酸乙酯5份、丙烯酸1.5份、叔碳酸缩水甘油酯3份、甲基丙烯酸六氟丁酯2份、引发剂0.4份、中和剂2份、消泡剂0.015份、异丙醇12份以及去离子水50份。
实施例5、一种高性能水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯3.5份、丙烯酸羟乙酯3份、甲基丙烯酸甲酯7份、甲基丙烯酸异辛脂4份、丙烯酸正丁酯8份、丙烯酸乙酯6份、丙烯酸2份、叔碳酸缩水甘油酯4份、甲基丙烯酸六氟丁酯3份、引发剂0.3份、中和剂1.8份、消泡剂0.018份、异丙醇9份以及去离子水35份。
常规的水溶性丙烯酸树脂的对比例各原料组份如下：
对比例、一种水溶性丙烯酸树脂，它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯3.5份、丙烯酸羟乙酯2份、甲基丙烯酸甲酯6.5份、甲基丙烯酸异辛脂3.5份、丙烯酸正丁酯8份、丙烯酸乙酯4份、丙烯酸1.5份、引发剂0.2份、中和剂1.5份、消泡剂0.015份、异丙醇12份以及去离子水30份。
实施例1-实施例5以及对比例的各项性能指标如下表所示：
| 耐碱性（小时） | 耐沸水性（小时） | |
| 实施例1 | 50 | 15 |
| 实施例2 | 55 | 18 |
| 实施例3 | 60 | 16 |
| 实施例4 | 48 | 20 |
| 实施例5 | 55 | 15 |
| 对比例 | 24 | 5 |
上表所述的耐碱性满足GB5237.3-2008中5.4.8条款。
上表所述的耐沸水性满足GB5237.3-2008中5.4.5条款。
在常规的水溶性丙烯酸树脂的原料中添加叔碳酸缩水甘油酯以及甲基丙烯酸六氟丁酯两种改性剂，制备得到的水溶性丙烯酸树脂具有显著的高耐碱性以及高耐沸水性。
如果在常规的水溶性丙烯酸树脂的原料中单纯添加叔碳酸缩水甘油酯虽然可以提高耐碱性以及耐沸水性，但是较常规的水溶性丙烯酸树脂性能提升效果不显著；如果在常规的水溶性丙烯酸树脂的原料中单纯添加甲基丙烯酸六氟丁酯虽然可以显著提高耐碱性以及耐沸水性，但是水溶性丙烯酸树脂在使用过程中流动性差，易沉淀，使得涂抹成型的产品光泽度较差，不如人意。然而同时添加叔碳酸缩水甘油酯以及甲基丙烯酸六氟丁酯两种改性剂，利用叔碳酸缩水甘油酯的亲水性弥补甲基丙烯酸六氟丁酯憎水性，耐碱性以及耐沸水性得以显著提高的同时，水溶性丙烯酸树脂的流动性好，涂抹成型的产品光泽度好，满足人们的需求。
Claims (5)
1.一种高性能水溶性丙烯酸树脂，其特征在于它是由以下质量分数的原料制备得到：甲基丙烯酸羟乙酯2-5份、丙烯酸羟乙酯1-3份、甲基丙烯酸甲酯5-8份、甲基丙烯酸异辛脂3-4份、丙烯酸正丁酯6-9份、丙烯酸乙酯3-6份、丙烯酸1-2份、叔碳酸缩水甘油酯2-5份、甲基丙烯酸六氟丁酯1-3份、引发剂0.08-0.4份、中和剂1-2份、消泡剂0.01-0.02份、异丙醇8-15份以及去离子水10-50份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能水溶性丙烯酸树脂，其特征在于所述引发剂为偶氮二异丁氰。
3.根据权利要求1所述的一种高性能水溶性丙烯酸树脂，其特征在于所述中和剂为三乙醇胺、甲基二乙醇胺或者三乙胺。
4.制备如权利要求1所述的一种高性能水溶性丙烯酸树脂，其特征在于它的制备方法如下：
步骤一、配置混合溶液
将甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异辛脂、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、叔碳酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸六氟丁酯以及占引发剂总量的60%-70%的引发剂混合形成混合溶液；
步骤二、水溶性丙烯酸树脂成型
反应容器中以异丙醇和占去离子水总量的5%-15%的去离子水为底料升温至85-90℃，向反应容器中滴加步骤一制成的混合溶液，滴加时间为150-200min，然后反应容器保温150-280min，再将步骤一余下的引发剂溶于异丙醇中，将其补加于反应容器中，然后反应容器保温150-280min，然后反应容器降温至60℃以下，向反应容器中加入中和剂搅拌均匀，再向反应容器中加入消泡剂，最后加余下的去离子水稀释成型。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：
步骤一、引发剂的使用量为65%；
步骤二、反应容器升温至86℃，向反应容器中滴加步骤一制成的混合溶液的时间为180min，然后反应容器保温210min，再将步骤一余下的35%的引发剂溶于异丙醇中，将其补加于反应容器中，然后反应容器保温210min，然后反应容器降温至58℃，向反应容器中加入中和剂搅拌均匀，再向反应容器中加入消泡剂，最后加余下的去离子水稀释成型。
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