CN103030735A - 一种单组份自干型快干水性漆树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组份自干型快干水性漆树脂及其制备方法，其中，水性漆树脂由（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸、含羟基丙烯酸、苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、链转移剂、引发剂、低脂肪链硅氧烷单体、溶剂、自干树脂溶液组成。制备方法是将（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸、含羟基丙烯酸、苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、链转移剂、引发剂和低脂肪链硅氧烷单体加入到溶剂中混合成溶液并进行聚合反应，反应后用碱性溶液中和成盐，控制PH值的范围为6-9，然后加入水，再加入自干树脂溶液，最终形成单组份自干型快干水性漆树脂。利用本发明的制备方法制备的水性漆树脂，能实现快干的目的。
Description
技术领域
本发明涉及水性漆树脂及其制备方法。
背景技术
水性漆相对于油性漆，因其水性漆的环保、成本低、对人体健康影响小而被广泛的应用。在实际施工过程中，为了能提高施工效率，则要求水性漆的干燥时间较快，但现有的水性漆的表干时间需要约3小时，实干时间需要48小时，给施工带来了诸多的不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种单组份自干型快干水性漆树脂和制备方法，利用本发明的制备方法制备的水性漆树脂，能实现快干的目的。
为达到上述目的，一种单组份自干型快干水性漆树脂，以重量百分比包括如下成分：
（甲基）丙烯酸酯 50-80%
（甲基）丙烯酸 5-15%
含羟基丙烯酸 1-8%
苯乙烯 0-8%
叔碳酸乙烯酯 0-8%
链转移剂 1-3%
引发剂 1-3%
低脂肪链硅氧烷单体 1-20%
溶剂 9-25%
自干树脂溶液 1-20%
在加入自干树脂溶液前用碱性溶液中和成盐，使得PH值为6-9；
其中，溶剂选自异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或二种以上的混合物；自干树脂溶液为硝化棉溶液、聚酮树脂溶液、醛树脂溶液、聚氯乙烯树脂溶液、CAB溶液、松香树脂溶液中的一种或者二种以上的混合物。
制备上述单组份自干型快干水性漆树脂的制备方法是：将50-80%的（甲基）丙烯酸酯、5-15%的（甲基）丙烯酸、1-8%的含羟基丙烯酸、0-8%的苯乙烯、0-8%的叔碳酸乙烯酯、1-3%的链转移剂、1-3%的引发剂和1-20%低脂肪链硅氧烷单体加入到9-25%的溶剂中混合成溶液并进行聚合反应，反应后用碱性溶液中和成盐，控制PH值的范围为6-9，然后加入水，再加入1-20%的自干树脂溶液，最终形成单组份自干型快干水性漆树脂。
本发明的有益效果是：
（1）本发明提出的单组份自干型快干水性漆树脂使用低成本、低毒性的醚醇作为溶剂，降低了生产和使用过程中的污染。采用价格低的低脂肪链硅氧烷单体，降低了树脂的生产成本。树脂成盐后能加入水形成分散体系，降低环境污染，扩大应用范围。
本发明的优点：
（2） 本发明中首先使用溶液聚合，再进行物理混合，工艺简单，聚合物分子量容易控制，适合工业应用；以水为溶剂，不造成环境问题及其易燃易爆的安全问题。
（3）本发明中使用的低脂肪链硅氧烷单体成本低，在加入改性的同时降低了树脂成本，提高了树脂性能，赋予树脂优异的耐候性、耐紫外线、耐热性、耐碱性和高的硬度等。
（4）本发明使用自干树脂溶液也是成本比较低，并且产生了和合成的树脂的最佳的协同效应，从而其涂膜具有好的硬度和很好的耐水性能和干燥特别迅速的施工性能。
（5）本发明中形成水性树脂，增大了树脂的应用范围。
（6）本树脂既能用于常温固化的木质、金属、塑料等表面涂料配制，也能用于配制高温固化的高档防水防锈涂料。
（7）本发明水性漆树脂的表干时间和实干时间短，从而提高了施工的效率。
以本树脂制备的硅丙漆具有优异的耐候性、耐碱性、耐洗刷性能等。成膜的硬度，附着力，耐水性等各方面测试中都达到了国家标准。涂膜性能测试按照国标进行：附着力：GB/T 1720-79；铅笔硬度：GB/T 6739；抗冲击：GB/T 1732-93；耐水性：GB/T 1733-93。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种单组份自干型快干水性漆树脂由（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸、含羟基丙烯酸、苯乙烯、叔碳酸乙烯酯、链转移剂、引发剂、低脂肪链硅氧烷单体、溶剂、自干树脂溶液组成。
其中，（甲基）丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的至少两种。（甲基）丙烯酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种混合物。含羟基丙烯酸选自丙烯酸-β-羟乙酯或丙烯酸-β-羟丙酯。引发剂选用过氧化苯甲酰。链转移剂选用脂肪族硫醇，十二烷基硫醇，双硫酯中的一种。低脂肪链硅氧烷单体通式为R6-Si(OR5)3, 其中R5、R6是C1-C4的烷基。溶剂选自异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或二种以上的混合物。自干树脂溶液为硝化棉溶液、聚酮树脂溶液、醛树脂溶液、聚氯乙烯树脂溶液、CAB溶液、松香树脂溶液中的一种或者二种以上的混合物。
实施例1。
在四口烧瓶中加入乙二醇丁醚250g，升温到90℃。然后滴加
丙烯酸甲酯300g，
丙烯酸乙酯200g，
甲基丙烯酸50g，
丙烯酸-β-羟丙酯10g，
苯乙烯0.01g，
叔碳酸乙烯酯0.01g，
十二烷基硫醇10g，
过氧化苯甲酰10g，
三甲氧基乙基硅烷10g，
升温到100℃，2个半小时滴加完。于110℃下反应1小时，冷却至50℃以下，用三乙胺调节PH值在7。加入水25g分散，再加入硝化棉液159.98g，得淡黄色水分散单组份自干型快干水性漆树脂。
实施例2。
在四口烧瓶中加入异丙醇90g，升温到90℃。然后滴加
甲基丙烯酸甲酯50g，
甲基丙烯酸丁酯30g，
丙烯酸50g，
丙烯酸-β-羟乙酯10g，
苯乙烯5g，
叔碳酸乙烯酯5g，
双硫酯10g，
过氧化苯甲酰10g，
三羟甲基硅烷10g，
升温到100℃，2个半小时滴加完。于110℃下反应1小时，冷却至50℃以下，用氨水调节PH值在6-9。加入水30g分散，再加入10g松香树脂液，得淡黄色水分散单组份自干型快干水性漆树脂。
实施例3。
采用正丁醇、乙二醇甲醚作为溶剂，其中正丁醇50g，乙二醇甲醚50g，升温到90℃。然后滴加
丙烯酸丁酯100g，
甲基丙烯酸丁酯100g，
丙烯酸乙酯200g，
甲基丙烯酸乙酯200g，
丙烯酸30g，
甲基丙烯酸30g，
丙烯酸-β-羟乙酯30g，
苯乙烯40g，
叔碳酸乙烯酯20g，
过氧化苯甲酰20g，
脂肪族硫醇20g，
三羟甲基硅烷50g，
升温到100℃，2个半小时滴加完。于110℃下反应1小时，冷却至50℃以下，用乙二胺调节PH值在6-9。加入水25g分散，再加入聚酮树脂溶液60g，得淡黄色水分散单组份自干型快干水性漆树脂。
实施例4。
采用50g乙二醇甲醚、50g乙二醇乙醚、50g乙二醇丁醚作溶剂，升温到90℃。然后滴加
丙烯酸甲酯90g，
甲基丙烯酸甲酯90g，
丙烯酸乙酯90g，
甲基丙烯酸乙酯90g，
丙烯酸丁酯60g，
甲基丙烯酸丁酯90g，
甲基丙烯酸60g，
丙烯酸-β-羟丙酯30g，
叔碳酸乙烯酯10g，
十二烷基硫醇15g，
过氧化苯甲酰15g，
三甲氧基乙基硅烷10g，
升温到100℃，2个半小时滴加完。于110℃下反应1小时，冷却至50℃以下，用乙二胺调节PH值在9。加入水25g分散，再加入醛树脂溶液200g，得淡黄色水分散单组份自干型快干水性漆树脂。
实施例5。
采用90乙二醇甲醚作溶剂，升温到90℃。然后滴加
丙烯酸甲酯300g，
甲基丙烯酸甲酯325g，
甲基丙烯酸150g，
丙烯酸-β-羟乙酯20g，
苯乙烯20g
叔碳酸乙烯酯15g，
双硫酯20g，
过氧化苯甲酰20g，
三甲氧基乙基硅烷20g，
升温到100℃，2个半小时滴加完。于110℃下反应1小时，冷却至50℃以下，用乙二胺调节PH值在8。加入水25g分散，再加入CAB溶液20g，得淡黄色水分散单组份自干型快干水性漆树脂。
实施例6。
在四口烧瓶中加入乙二醇丁醚100g作溶剂，升温到90℃，然后滴加
甲基丙烯酸甲酯200g，
甲基丙烯酸丁酯300g，
甲基丙烯酸70g，
苯乙烯80g，
丙烯酸-β-羟丙酯80g，
过氧化苯甲酰30g，
十二烷基硫醇30g，
三甲氧基乙基硅烷15g，
并升温到100℃，2个半小时滴加完。于110℃下反应1小时，冷却至50℃以下，用三乙胺调节PH值在8-9。加入水25g分散，再加入聚氯乙烯树脂溶液15g，得淡黄色水分散单组份自干型快干水性漆树脂。
实施例7。
采用110异丙醇作溶剂，升温到90℃。滴加
甲基丙烯酸甲酯574g，
甲基丙烯酸50g，
苯乙烯0.5g，
丙烯酸-β-羟丙酯5g，
过氧化苯甲酰10g，
十二烷基硫醇10g，
三羟甲基硅烷200g，
并升温到100℃，2个半小时滴加完。于110℃下反应1小时，冷却至50℃以下，用三乙胺调节PH值在8-9。加入水25g分散，再加入树脂溶液20g，CAB溶液20g，得淡黄色水分散单组份自干型快干水性漆树脂。
将上述实施例所得的树脂在常温下，铁片上成膜，然后测试涂膜性能，结果如表一所示。
表一：涂膜测试性能
从上述表中可以看出，本发明的表干时间和实干时间明显缩短了。
Claims (9)
1. 一种单组份自干型快干水性漆树脂，其特征在于：以重量百分比由如下成分组成：
（甲基）丙烯酸酯 50-80%
（甲基）丙烯酸 5-15%
含羟基丙烯酸 1-8%
苯乙烯 0-8%
叔碳酸乙烯酯 0-8%
链转移剂 1-3%
引发剂 1-3%
低脂肪链硅氧烷单体 1-20%
溶剂 9-25%
自干树脂溶液 1-20%
在加入自干树脂溶液前用碱性溶液中和成盐，使得PH值为6-9；
其中，溶剂选自异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或二种以上的混合物；自干树脂溶液为树脂溶液、聚酮树脂溶液、醛树脂溶液、聚氯乙烯树脂溶液、CAB溶液、松香树脂溶液中的一种或者二种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的单组份自干型快干水性漆树脂，其特征在于：（甲基）丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的单组份自干型快干水性漆树脂，其特征在于：（甲基）丙烯酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种混合物。
4.根据权利要求1所述的单组份自干型快干水性漆树脂，其特征在于：含羟基丙烯酸选自丙烯酸-β-羟乙酯或丙烯酸-β-羟丙酯。
5.根据权利要求1所述的单组份自干型快干水性漆树脂，其特征在于：引发剂选用过氧化苯甲酰；链转移剂选用脂肪族硫醇，十二烷基硫醇，双硫酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的单组份自干型快干水性漆树脂，其特征在于：低脂肪链硅氧烷单体通式为R6-Si(OR5)3, 其中R5、R6是C1-C4的烷基。
7.根据权利要求1所述的单组份自干型快干水性漆树脂，其特征在于：碱性溶液选用氨水、乙二胺或三乙胺中的一种。
8.一种单组份自干型快干水性漆树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将50-80%的（甲基）丙烯酸酯、5-15%的（甲基）丙烯酸、1-8%的含羟基丙烯酸、0-8%的苯乙烯、0-8%的叔碳酸乙烯酯、1-3%的链转移剂、1-3%的引发剂和1-20%低脂肪链硅氧烷单体加入到9-25%的溶剂中混合成溶液并进行聚合反应，反应后用碱性溶液中和成盐，控制PH值的范围为6-9，然后加入水，再加入1-20%的自干树脂溶液，最终形成单组份自干型快干水性漆树脂；
其中，溶剂选自异丙醇、正丁醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚中的一种或二种以上的混合物；自干树脂溶液为硝化棉溶液、聚酮树脂溶液、醛树脂溶液、聚氯乙烯树脂溶液、CAB溶液、松香树脂溶液中的一种或者二种以上的混合物。
9.根据权利要求8所述的单组份自干型快干水性漆树脂的制备方法，其特征在于：（甲基）丙烯酸酯选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯中的至少两种；
（甲基）丙烯酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸中的一种或两种混合物；
含羟基丙烯酸选自丙烯酸-β-羟乙酯或丙烯酸-β-羟丙酯；
引发剂选用过氧化苯甲酰；
链转移剂选用脂肪族硫醇，十二烷基硫醇，双硫酯中的一种
低脂肪链硅氧烷单体通式为R6-Si(OR5)3, 其中R5、R6是C1-C4的烷基；
碱性溶液选用氨水、乙二胺或三乙胺中的一种。
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