CN104629061A - 一种水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，先合成端羧基丙烯酸共聚物，然后以端羧基丙烯酸共聚物酯化改性合成水性醇酸树脂。在醇酸树脂合成工艺当中，采用中高分子量环氧树脂对醇酸树脂进行改性，显著提高了成膜物质的附着力、防腐性能。采用三羟乙基异氰尿酸酯对醇酸树脂进行改性，使得成膜物质的抗冲击性能、耐热性能大幅提升。多羟基分枝状聚合物的引入则拓宽了水性丙烯酸改性醇酸树脂水溶性可调整范围。本发明制备的改性醇酸树脂，解决了普通的水性丙烯酸改性醇酸树脂水溶性可调整范围窄、成膜物附着力差、抗冲击性能较差、耐热性能欠佳的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法。
背景技术
传统醇酸树脂涂料由于成本低、施工方便，广泛用于装饰与保护用途，但是有着致命的缺陷：容易粉化、退色和失光。而丙烯酸树脂具有色浅、耐候、耐光、耐热、耐腐蚀性好、保色保光性强等特点。采用丙烯酸类单体或者预聚物对醇酸树脂进行改性，可以使醇酸树脂具有优异的保光保色性、耐候性、耐久性和耐腐蚀性及快干、高硬度等优点，拓宽了醇酸树脂的应用领域，延长其使用寿命，而且对成本影响较小。但普通的水性丙烯酸改性醇酸树脂抗冲击性能较差，耐热性能欠佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，用该方法制备的水性丙烯酸改性醇酸树脂可以解决普通的水性丙烯酸改性醇酸树脂水溶性可调整范围窄、成膜物附着力差、抗冲击性能较差、耐热性能欠佳的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，具体步骤如下：
（1）先将58～65g中高分子量环氧树脂、10～14g季戊四醇、21～25g三羟乙基异氰尿酸酯、51～57g多羟基分枝状聚合物、86～90g豆油酸、74～78g亚油酸、3～8g苯甲酸、28～32g二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的四口反应瓶，升温至220℃，保温酯化至酸值合格，降温到150℃～180℃；
（2）再加入端羧基丙烯酸共聚物，逐渐升温到220℃，保温酯化至酸值合格，降温到150℃；
（3）最后加入苯酐和间苯二甲酸，或者再加入马来酸酐，升温至210℃，保温酯化至酸值粘度合格，再减压脱除二甲苯，加入丙二醇甲醚兑稀，搅拌30min后，降温至80℃，过滤包装，制得丙烯酸改性醇酸树脂。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述端羧基丙烯酸共聚物的制备方法是：将二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的四口烧瓶中，升温至二甲苯回流，滴加单体丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯与引发剂的混合物，在3h内滴加完毕，之后保温维持1h，降温至70℃出料，制得端羧基丙烯酸共聚物。
制备端羧基丙烯酸共聚物时，所述二甲苯为280～330份、单体丙烯酸为10～16份、丙烯酸丁酯为42～48份、甲基丙烯酸甲酯为103～108份、苯乙烯134～138份以及引发剂10～15份。
所述引发剂为氧化苯乙烯或过氧化二苯甲酰。
制备端羧基丙烯酸共聚物时若引发剂采用过氧化二苯甲酰，则降温到140℃后加入端羧基丙烯酸共聚物，分三次补加质量比为1:3的过氧化二苯甲酰与二甲苯混合溶液共150g，分别保温维持1h。
所述中高分子量环氧树脂为双酚A环氧树脂或者酚醛环氧树脂。
所述中高分子量环氧树脂的数均分子量大于800。
所述多羟基分枝状聚合物的结构式为：
。
所述多羟基分枝状聚合物中的n为1～20。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，采用中高分子量环氧树脂对醇酸树脂进行改性，显著提高了成膜物质的附着力、防腐性能。采用三羟乙基异氰尿酸酯对醇酸树脂进行改性，使得成膜物质的抗冲击性能、耐热性能大幅提升。多羟基分枝状聚合物的引入则拓宽了水性丙烯酸改性醇酸树脂水溶性可调整范围。本发明制备的水性丙烯酸改性醇酸树脂，可解决普通的水性丙烯酸改性醇酸树脂水溶性可调整范围窄、成膜物附着力差、抗冲击性能较差、耐热性能欠佳等问题。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致的描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
实施例1：
将300g二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的四口烧瓶中，升温至二甲苯回流，滴加单体15g丙烯酸、45g丙烯酸丁酯、105g甲基丙烯酸甲酯、135g苯乙烯与13.5g引发剂氧化苯乙烯的混合物，在3h内滴加完毕，之后保温维持1h，降温至70℃出料，制得端羧基丙烯酸共聚物。
将60g 601环氧树脂、12g季戊四醇、23g三羟乙基异氰尿酸酯、55g多羟基分枝状聚合物、88g豆油酸、76g亚油酸、5g苯甲酸、30g二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的四口反应瓶，升温至220℃，保温酯化至酸值合格，降温至180℃，加入267g端羧基丙烯酸共聚物，逐渐升温到220℃，保温酯化至酸值合格，降温到150℃，加入61g苯酐、33g间苯二甲酸，升温至210℃，保温酯化直至酸值粘度合格，减压脱除二甲苯，加入235g丙二醇甲醚兑稀，搅拌30min后，降温至80℃过滤包装，制得丙烯酸改性醇酸树脂。
| 检测项目 | 指标 |
| 外观 | 棕黄色透明液体 |
| 酸值，mgKOH/g | 10.7 |
| 粘度，cps | 935 |
| 固含量，% | 70.6 |
实施例2：
将310g二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的四口烧瓶中，升温至二甲苯回流，滴加单体13g丙烯酸、42g丙烯酸丁酯、108g甲基丙烯酸甲酯、135g苯乙烯与13.5g引发剂过氧化二苯甲酰的混合物，在3h内滴加完毕，之后保温维持1h，降温至70℃出料，制得端羧基丙烯酸共聚物。
将65g604环氧树脂、13g季戊四醇、22g三羟乙基异氰尿酸酯、51g多羟基分枝状聚合物、90g豆油酸、73g亚油酸、8g苯甲酸、31g二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的四口反应瓶，升温至220℃，保温酯化至酸值合格，降温至150℃，加入62g苯酐、30g间苯二甲酸，74g马来酸酐，升温至210℃，保温酯化直至酸值粘度合格，降温到140℃，加入267g端羧基丙烯酸共聚物，保温在140～160℃下反应1h，分三次补加质量比为1:3的过氧化二苯甲酰与二甲苯混合溶液共150g，分别保温维持1h，检测树脂酸值粘度合格后减压脱除二甲苯，加入237g丙二醇甲醚兑稀，搅拌30min后，降温至80℃过滤包装，制得丙烯酸改性醇酸树脂。
| 检测项目 | 指标 |
| 外观 | 淡黄色透明液体 |
| 酸值，mgKOH/g | 7.1 |
| 粘度，cps | 910 |
| 固含量，% | 66.4 |
Claims (9)
1.一种水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）先将58～65g中高分子量环氧树脂、10～14g季戊四醇、21～25g三羟乙基异氰尿酸酯、51～57g多羟基分枝状聚合物、86～90g豆油酸、74～78g亚油酸、3～8g苯甲酸、28～32g二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管的四口反应瓶，升温至220℃，保温酯化至酸值合格，降温到150℃～180℃；
（2）再加入端羧基丙烯酸共聚物，逐渐升温到220℃，保温酯化至酸值合格，降温到150℃；
（3）最后加入苯酐和间苯二甲酸，或者再加入马来酸酐，升温至210℃，保温酯化至酸值粘度合格，再减压脱除二甲苯，加入丙二醇甲醚兑稀，搅拌30min后，降温至80℃，过滤包装，制得丙烯酸改性醇酸树脂。
2.根据权利要求1所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述端羧基丙烯酸共聚物的制备方法是：将二甲苯加入装有温度计、搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗的四口烧瓶中，升温至二甲苯回流，滴加单体丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯与引发剂的混合物，在3h内滴加完毕，之后保温维持1h，降温至70℃出料，制得端羧基丙烯酸共聚物。
3.根据权利要求2所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，制备端羧基丙烯酸共聚物时，所述二甲苯为280～330份、单体丙烯酸为10～16份、丙烯酸丁酯为42～48份、甲基丙烯酸甲酯为103～108份、苯乙烯134～138份以及引发剂10～15份。
4.根据权利要求3所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为氧化苯乙烯或过氧化二苯甲酰。
5.根据权利要求4所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，制备端羧基丙烯酸共聚物时若引发剂采用过氧化二苯甲酰，则降温到140℃后加入端羧基丙烯酸共聚物，分三次补加质量比为1:3的过氧化二苯甲酰与二甲苯混合溶液共150g，分别保温维持1h。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述中高分子量环氧树脂为双酚A环氧树脂或者酚醛环氧树脂。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述中高分子量环氧树脂的数均分子量大于800。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述多羟基分枝状聚合物的结构式为：
。
9.根据权利要求8所述的水性丙烯酸改性醇酸树脂的制备方法，其特征在于，所述多羟基分枝状聚合物中的n为1～20。
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