聚丙烯塑料用萜烯树脂改性的丙烯酸树脂及其制备方法
技术领域
本发明提供了一种聚丙烯塑料用萜烯树脂改性的丙烯酸树脂,属于高分子材料技术领域。
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。
聚丙烯塑料广泛用于汽车保险杆等领域,由于聚丙烯塑料表面能比较低,普通丙烯酸树脂难以附着,目前技术一般仅采用添加氯化聚丙烯酸进行改性,提高树脂的附着力。但是氯化聚丙烯由于含有卤素,光稳定性差,而且造成比较大的污染。而且提高附着力的能力比较有限。
发明内容
针对以上对现有技术的评述,本发明所要解决的技术问题是:丙烯酸树脂涂料在聚丙烯塑料表面的附着力不佳;氯化聚丙烯酸进行改性的丙烯酸树脂的光稳定性差。故提出一种萜烯树脂改性的丙烯酸树脂及其制备方法。萜烯树脂,又称聚萜烯或蒎烯树脂。它主要是利用松节油的a-蒎烯或β-蒎烯,在弗克氏催化剂作用下,经阳离子聚合而得的从液体到固体的一系列线型聚合物。萜烯树脂是一些热塑性嵌段共聚物具有色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性和热稳定性好,相容性和溶解性好等优点。具体的技术方案如下:
一种聚丙烯塑料用萜烯树脂改性的丙烯酸树脂,由按重量百分比计的15~20%甲基丙烯酸丁酯、15~20%甲基丙烯酸甲酯、3~10%苯乙烯、5~10%萜烯树脂、3~5%丙烯酸羟丙酯、0.5~1%引发剂、50%有机溶剂作为原料制成。
上述的引发剂最好采用过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种。
上述的有机溶剂最好采用甲苯或醋酸丁酯中的一种或两种混合物。
其制备方法如下:
S1:将有机溶剂投入反应釜,加热到回流状态;
S2:将甲基丙烯酸丁酯,甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸羟丙酯,苯乙烯和引发剂混合均匀滴加到有机溶剂体系里面,滴加时间为3.5~4小时;
S3:滴加完以后,继续保温2~2.5个小时;
S4:降温到90~100℃,加入萜烯树脂,搅拌30~45min,过滤,即得。
有益效果
利用萜烯树脂进行丙烯酸树脂改性,能够大大提高丙烯酸树脂的附着力,同时能降低对环境的污染。本发明所制得的丙烯酸树脂与颜料、助剂制成单组分油漆,该漆在聚丙烯塑胶上面附着力好,同时具有良好的铝粉定向性。本发明制得的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂在表干时间在20min以下,光泽在85以上,附着力能达到1级,硬度为H,优于传统的氯化聚丙烯改性树脂制成的油漆。
具体实施方式
实施例1萜烯树脂改性的丙烯酸树脂的制备
各原料组成如表1所示
表1实施例1中各原料组成
组分 |
重量(g) |
甲苯 |
30 |
醋酸丁酯 |
20 |
甲基丙烯酸甲酯 |
15 |
甲基丙烯酸丁酯 |
19 |
苯乙烯 |
5 |
丙烯酸羟丙酯 |
5 |
萜烯树脂 |
5 |
偶氮二异丁腈 |
1 |
制备过程如下:
S1:将甲苯、醋酸丁酯投入反应釜,加热到回流状态;
S2:向反应釜中滴加甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸丁酯,苯乙烯,丙烯酸羟丙酯和偶氮二异丁腈的混合物,滴定时间控制在3.5h;
S3:滴加完成后,继续保温2h,将温度降到90℃加入萜烯树脂,搅拌30分钟,过滤出料,滤液是本发明所述的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂。
实施例2萜烯树脂改性的丙烯酸树脂的制备
各原料组成如表2所示
表2实施例2中各原料组成
组分 |
重量(g) |
甲苯 |
40 |
醋酸丁酯 |
10 |
甲基丙烯酸甲酯 |
20 |
甲基丙烯酸丁酯 |
15 |
苯乙烯 |
3 |
丙烯酸羟丙酯 |
3 |
萜烯树脂 |
9.5 |
偶氮二异丁腈 |
0.5 |
制备过程如下:
S1:将甲苯、醋酸丁酯投入反应釜,加热到回流状态;
S2:向反应釜中滴加甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸丁酯,苯乙烯,丙烯酸羟丙酯和偶氮二异丁腈的混合物,滴定时间控制在3.5h;
S3:滴加完成后,继续保温2h,将温度降到90℃加入萜烯树脂,搅拌30分钟,过滤出料,滤液是本发明所述的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂。
实施例3萜烯树脂改性的丙烯酸树脂的制备
各原料组成如表3所示
表3实施例3中各原料组成
组分 |
重量(g) |
甲苯 |
50 |
甲基丙烯酸甲酯 |
15 |
甲基丙烯酸丁酯 |
15 |
苯乙烯 |
5 |
丙烯酸羟丙酯 |
5 |
萜烯树脂 |
9.5 |
过氧化二苯甲酰 |
0.5 |
制备过程如下:
S1:将甲苯投入反应釜,加热到回流状态;
S2:向反应釜中滴加甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸丁酯,苯乙烯,丙烯酸羟丙酯和过氧化二苯甲酰的混合物,滴定时间控制在4h;
S3:滴加完成后,继续保温2.5h,将温度降到100℃加入萜烯树脂,搅拌45分钟,过滤出料,滤液是本发明所述的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂。
实施例4萜烯树脂改性的丙烯酸树脂的制备
各原料组成如表4所示
表4实施例4中各原料组成
组分 |
重量(g) |
醋酸丁酯 |
50 |
甲基丙烯酸甲酯 |
15 |
甲基丙烯酸丁酯 |
20 |
苯乙烯 |
5 |
丙烯酸羟丙酯 |
3 |
萜烯树脂 |
7 |
过氧化苯甲酸叔丁酯 |
1 |
制备过程如下:
S1:将醋酸丁酯投入反应釜,加热到回流状态;
S2:向反应釜中滴加甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸丁酯,苯乙烯,丙烯酸羟丙酯和过氧化苯甲酸叔丁酯的混合物,滴定时间控制在4h;
S3:滴加完成后,继续保温2.5h,将温度降到100℃加入萜烯树脂,搅拌45分钟,过滤出料,滤液是本发明所述的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂。
实施例5萜烯树脂改性的丙烯酸树脂在单组分油漆中的应用
分别将实施例1~实施例4所得的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂按照表5的配方制成单组分油漆。
表5油漆原料组成
组分 |
重量(g) |
萜烯树脂改性的丙烯酸树脂 |
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流平剂 |
0.2 |
215W防沉剂 |
1 |
将表5中原料混合均匀,再研磨至细度小于20μm即可,喷涂制版,室温固化,性能见表6,并以常规的氯化聚丙烯改性树脂作为对照。表干时间测试方法是GB/T1728-1979(1989)甲法;附着力测试方法是GB/T1720-1979;光泽测试方法是GB 1743-1979;硬度测试方法是GB/T6739-2006。
表6实施例1~实施例4所得树脂制备而成的油漆性能检测数据
检测指标 |
实施例1 |
实施例2 |
实施例3 |
实施例4 |
对照例 |
表干时间(min) |
15 |
18 |
13 |
20 |
25 |
光泽 |
85 |
87 |
86 |
85 |
82 |
附着力(划圈法) |
1级 |
1级 |
1级 |
1级 |
2级 |
硬度(铅笔划痕) |
H |
H |
H |
H |
H |
从表中可以看出,本发明制得的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂在表干时间在20min以下,光泽在85以上,附着力能达到1级,硬度为H,优于传统的氯化聚丙烯改性树脂制成的油漆。
另外,将以上实施例制得的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂制备成铝粉漆,混合均匀后,考察铝粉定向性,并和传统氯化聚丙烯改性树脂制备的铝粉漆作对照。将油漆喷涂于基材之后,通过目测观察铝粉的分散排列情况,通过试验可以看出,本发明提供的萜烯树脂改性的丙烯酸树脂制备成铝粉漆中铝粉的分散均匀,排列整齐;而对照例的油漆喷涂之后,会出现铝粉分散不均匀、排列不齐的情况,所以本发明提供的改性的丙烯酸树脂制备而得铝粉漆的铝粉定向性优于对照例中的铝粉漆。