CN107082843B - 低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，由高活性羟基单体、溶剂、芳香族单体、甲基丙烯酸类单体、引发剂组成。本发明还涉及其制备方法和应用方法，应用于与异氰酸酯固化剂配伍的快干清漆，改善现有快干型清漆在低温条件下的干燥性和提升硬度上升速度，缩短干燥时间，提升施工效率。

Description

低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，还涉及其制备方法和应用方法。
背景技术
现有的羟基丙烯酸树脂合成，均采用（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯做为引入羟基的单体，由于所引入的羟基反应活性不足，与异氰酸酯固化剂配伍后干燥性差，硬度上升慢，特别是低温条件下干燥慢及硬度上升时间长的缺陷更为明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂及其制备方法和应用方法，改善现有快干型清漆在低温条件下的干燥性和提升硬度上升速度，缩短干燥时间，提升施工效率。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，制备其的原料含有以下重量份数的组分：
高活性羟基单体20-25份；
溶剂36-42份；
芳香族单体15-20份；
甲基丙烯酸类单体组合15-25份；
引发剂2-5份；
催干剂0.01-0.1份。制备原料还可以包含本领域常规的助剂，如香精等。
进一步的，所述的高活性羟基单体为甲基丙烯酸羟己酸乙酯。
进一步的，所述的甲基丙烯酸羟己酸乙酯的分子结构为
。此单体所带羟基由于空间位阻小，具有非常高的反应活性。
进一步的，所述的溶剂由以下重量份数组分组成：醋酸丁酯10-15份、丙二醇甲醚醋酸酯25- 30份。
进一步的，所述的芳香族单体为苯乙烯或α-甲基苯乙烯。
进一步的，所述的甲基丙烯酸类单体组合由以下重量份数组分组成：甲基丙烯酸2-5 份、甲基丙烯酸异冰片酯 5-15 份、甲基丙烯酸仲丁酯3-8份，或甲基丙烯酸 2-5份、甲基丙烯酸异冰片酯 5-15份、甲基丙烯酸叔丁酯3-8份。此产品全部采用甲基丙烯酸类单体，目的在于保证产品有较高的玻璃化转变温度，进而提供产品在低温条件下有较好的硬度上升速率。
进一步的，所述的引发剂为自由基聚合引发剂。自由基聚合引发剂为常规市售的自由基聚合引发剂。
进一步的，所述的催干剂由二月桂酸二丁基锡、异辛酸锆、金属铋、叔胺的至少一种组成。
一种所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
a.将溶剂投入反应釜内，升温至130℃-150℃；
b.滴加高活性羟基单体、芳香族单体和甲基丙烯酸酯类单体组合，滴加时间为3-4小时，反应釜内的温度控制在130℃-150℃；
c.滴加完毕后，在130℃-150℃的温度下保温2.0-3.0小时；
d.补加引发剂，再保温反应3.0-4.0小时；
e.而后降温至80℃以下，加入复合催干剂，搅拌均匀后过滤得到产物。
一种低温快干型清漆，包含以下重量份数组分：
所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂 70-80份；
流平剂 0.4~0.6份；
催化剂0.01~0.03份；
溶剂 20-30份；
本配方还可以加入本领域常规的其它助剂。
所述的低温快干型清漆的应用，应用于与异氰酸酯固化剂搭配固化。
本发明具有如下有益效果：
通过采用高活性羟基单体与常规的甲基丙烯酸单体进行自由基聚合，引入高活性的羟基结构，同时搭配高效的复合催干剂，有效地提升制得的羟基丙烯酸树脂的低温干燥性和缩短硬度上升时间。所制低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，应用于与异氰酸酯固化剂配伍的快干清漆，具有在低温条件下干燥快、硬度上升时间短、良好的施工性能和漆膜外观的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，由以下重量份数的组分制备而成：
甲基丙烯酸羟己酸乙酯23份；
醋酸丁酯15份；
丙二醇甲醚醋酸酯25份；
苯乙烯15份；
甲基丙烯酸仲丁酯5份；
甲基丙烯酸 4 份；
甲基丙烯酸异冰片酯 10份；
二月桂酸二丁基锡0.01份、异辛酸锆0.01份、有机铋0.02份和叔胺0.02份；
自由基聚合引发剂3份。
具体制备方法包括以下步骤：
a.将醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜内，升温至130℃-150℃；
b.滴加甲基丙烯酸羟己酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸仲丁酯和自由基聚合引发剂，滴加时间为3-4小时，反应釜内的温度控制在130℃-150℃；
c.滴加完毕后，在130℃-150℃的温度下保温2.0-3.0小时；
d.补加自由基聚合引发剂，再保温反应3.0-4.0小时；
e.而后降温至80℃以下，加入二月桂酸二丁基锡、异辛酸锆、有机铋和叔胺，搅拌均匀后过滤得到产物。
实施例2
低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，由以下重量份数的组分制备而成：
甲基丙烯酸羟己酸乙酯23份；
醋酸丁酯15份；
丙二醇甲醚醋酸酯25份；
α-甲基苯乙烯15份；
甲基丙烯酸仲丁酯2份；
甲基丙烯酸4份；
甲基丙烯酸异冰片酯10份；
二月桂酸二丁基锡0.01份、异辛酸锆0.01份、有机铋0.02份和叔胺0.02份；
自由基聚合引发剂3份。
具体制备方法，包括以下步骤：
a.将醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜内，升温至130℃-150℃；
b.滴加甲基丙烯酸羟己酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸仲丁酯和自由基聚合引发剂，滴加时间为3-4小时，反应釜内的温度控制在130℃-150℃；
c.滴加完毕后，在130℃-150℃的温度下保温2.0-3.0小时；
d.补加自由基聚合引发剂，再保温反应3.0-4.0小时；
e.而后降温至80℃以下，加入二月桂酸二丁基锡、异辛酸锆和金属铋，搅拌均匀后过滤得到产物。
实施例3
低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，由以下重量份数的组分制备而成：
甲基丙烯酸羟己酸乙酯23份；
醋酸丁酯15份；
丙二醇甲醚醋酸酯25份；
苯乙烯15份；
甲基丙烯酸叔丁酯5份；
甲基丙烯酸4份；
甲基丙烯酸异冰片酯10份；
二月桂酸二丁基锡0.01份、异辛酸锆0.01份、有机铋0.02份和叔胺0.02份；
自由基聚合引发剂4份。
具体制备方法，包括以下步骤：
a.将醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜内，升温至130℃-150℃；
b.滴加甲基丙烯酸羟己酸乙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸叔丁酯和自由基聚合引发剂，滴加时间为3-4小时，反应釜内的温度控制在130℃-150℃；
c.滴加完毕后，在130℃-150℃的温度下保温2.0-3.0小时；
d.补加自由基聚合引发剂，再保温反应3.0-4.0小时；
e.而后降温至80℃以下，加入二月桂酸二丁基锡、异辛酸锆和叔胺，搅拌均匀后过滤得到产物。
对比例1
普通型清漆用羟基丙烯酸树脂，由以下重量份数的组分制备而成：
丙烯酸羟丙酯13.5份；
醋酸丁酯15份；
丙二醇甲醚醋酸酯25份；
苯乙烯15份；
甲基丙烯酸丁酯10份；
丙烯酸 4 份；
甲基丙烯酸甲酯 16份；
自由基聚合引发剂3.5份。
具体制备方法包括以下步骤：
a.将醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜内，升温至130℃-150℃；
b.滴加丙烯酸羟丙酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和自由基聚合引发剂，滴加时间为3-4小时，反应釜内的温度控制在130℃-150℃；
c.滴加完毕后，在130℃-150℃的温度下保温2.0-3.0小时；
d.补加自由基聚合引发剂，再保温反应3.0-4.0小时；
e.而后降温至80℃以下，搅拌均匀后过滤得到产物。
对比例2
普通型清漆用羟基丙烯酸树脂，由以下重量份数的组分制备而成：
甲基丙烯酸羟乙酯13.5份；
醋酸丁酯15份；
丙二醇甲醚醋酸酯25份；
苯乙烯13份；
甲基丙烯酸丁酯18份；
丙烯酸 4 份；
甲基丙烯酸甲酯 10份；
自由基聚合引发剂3.5份。
具体制备方法包括以下步骤：
a.将醋酸丁酯和丙二醇甲醚醋酸酯投入反应釜内，升温至130℃-150℃；
b.滴加甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和自由基聚合引发剂，滴加时间为3-4小时，反应釜内的温度控制在130℃-150℃；
c.滴加完毕后，在130℃-150℃的温度下保温2.0-3.0小时；
d.补加自由基聚合引发剂，再保温反应3.0-4.0小时；
e.而后降温至80℃以下，搅拌均匀后过滤得到产物。
用本发明的实施例1、2、3制备的羟基丙烯酸树脂及对比例1、2制备的丙烯酸树脂以制备快干型清漆，其制备配方和方法如下：
配方：
树脂75份
BYK306流平剂 0.2~0.3份；
BYK358N流平剂 0.2~0.3份；
二月桂酸二丁基锡 0.01~0.03份；
二甲苯 15份；
醋酸丁酯 10份。
以上均为重量份。
将树脂和溶剂二甲苯、醋酸丁酯加入容器中，500~800转/分钟搅拌5分钟，加入BYK306流平剂、BYK358N流平剂、二月桂酸二丁基锡，1000~1200转/分钟高速搅拌20分钟。
上述快干型清漆在与科思创Desmodur N3390聚氨酯固化剂配伍后，在施工温度10℃条件下，按相关国标或行业测试标准测试项目进行涂装测试，其性能结果如表1所示：
表1涂装性能测试结果
如表1所示，本发明制备的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，在与异氰酸酯固化剂配伍制得快干清漆，其漆膜除了具备现有快干型清漆的基本性能外，还具有在低温条件下更快的干燥速度和硬度上升速度，可明显缩短干燥时间，提升施工效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，其特征在于，制备其的原料含有以下重量份数的组分：
高活性羟基单体20-25份；
溶剂36-42份；
芳香族单体15-20份；
甲基丙烯酸类单体组合15-25份；
引发剂2-5份；
催干剂0.01-0.1份；
所述的甲基丙烯酸类单体组合由以下重量份数的组分组成：甲基丙烯酸 2-5 份、甲基丙烯酸异冰片酯 5-15 份、甲基丙烯酸仲丁酯3-8份，或甲基丙烯酸 2-5份、甲基丙烯酸异冰片酯 5-15份、甲基丙烯酸叔丁酯3-8份；
所述的高活性羟基单体为甲基丙烯酸羟己酸乙酯，其分子结构为
。
2.根据权利要求1所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，其特征在于：所述的溶剂由以下重量份数的组分组成：醋酸丁酯10-15份、丙二醇甲醚醋酸酯25- 30份。
3.根据权利要求1所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，其特征在于：所述的芳香族单体为苯乙烯或α-甲基苯乙烯。
4.根据权利要求1所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，其特征在于：所述的引发剂为自由基聚合引发剂。
5.根据权利要求1所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂，其特征在于：所述的催干剂由二月桂酸二丁基锡、异辛酸锆、有机铋、叔胺的至少一种组成。
6.一种权利要求1-5任意一项所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂的制备方法：其特征在于，包括以下步骤：
a.将溶剂投入反应釜内，升温至130℃-150℃；
b.滴加高活性羟基单体、芳香族单体和甲基丙烯酸类单体组合，滴加时间为3-4小时，反应釜内的温度控制在130℃-150℃；
c.滴加完毕后，在130℃-150℃的温度下保温2.0-3.0小时；
d.加入引发剂，再保温反应3.0-4.0小时；
e.而后降温至80℃以下，加入复合催干剂，搅拌均匀后过滤得到产物。
7.一种低温快干型清漆，其特征在于，包含以下重量份数组分：
权利要求1-6任意一项所述的低温快干型清漆用羟基丙烯酸树脂 70-80份；
流平剂 0.4~0.6份；
催化剂0.01~0.03份；
溶剂 20-30份。
8.一种权利要求7所述的低温快干型清漆的应用，应用于与异氰酸酯固化剂搭配固化。
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