CN107474216B - 一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用 - Google Patents

一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107474216B
CN107474216B CN201710852984.XA CN201710852984A CN107474216B CN 107474216 B CN107474216 B CN 107474216B CN 201710852984 A CN201710852984 A CN 201710852984A CN 107474216 B CN107474216 B CN 107474216B
Authority
CN
China
Prior art keywords
functional group
mass
water
acrylic polymer
modified acrylic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710852984.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107474216A (zh
Inventor
施珠容
张�杰
唐晓冬
缪青
裴江伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Industry Paint Shanghai Co ltd
Original Assignee
Nippon Industry Paint Shanghai Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Industry Paint Shanghai Co ltd filed Critical Nippon Industry Paint Shanghai Co ltd
Priority to CN201710852984.XA priority Critical patent/CN107474216B/zh
Publication of CN107474216A publication Critical patent/CN107474216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107474216B publication Critical patent/CN107474216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/62Polymers of compounds having carbon-to-carbon double bonds
    • C08G18/6216Polymers of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids or of derivatives thereof
    • C08G18/622Polymers of esters of alpha-beta ethylenically unsaturated carboxylic acids
    • C08G18/6225Polymers of esters of acrylic or methacrylic acid
    • C08G18/6229Polymers of hydroxy groups containing esters of acrylic or methacrylic acid with aliphatic polyalcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06Hydrocarbons
    • C08F212/08Styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/20Esters of polyhydric alcohols or phenols, e.g. 2-hydroxyethyl (meth)acrylate or glycerol mono-(meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本发明公开了一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物,结构如通式I所示:

Description

一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域,尤其涉及一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其在高耐乙醇的水性酒瓶涂料中的应用。
背景技术
2015年1月26日,国家财政部与国家税务总局联合发布了“关于对涂料征收消费税的通知”:为促进节能环保,经国务院批准自2015年2月1日起对涂料征收消费税,在生产、委托加工和进口环节征收,适用税率均为4%。同时表示,对施工状态下挥发性有机物(VOC)含量低于420克/升(含)的涂料免征消费税。预计未来几年,在涂料产量增长的同时,产业和产品结构也有较大改变。环境友好型、资源节约型涂料的生产与研发将成为涂料行业的发展主流,环保化、功能化和长效化将是涂料发展的三大趋势,成为拉动未来市场需求的关键力量,工业涂料水性化将成为涂料企业未来的发展方向。
水性涂料成为涂料发展的一个重要方向,它不仅可减少生产中的溶剂排放,而且还可以比较环保、简单地调节施工粘度,其中酒瓶用水性丙烯酸树脂涂料是一个新兴而有潜力的分支。原因如下:1、食品安全、消防安全、职业病防治等方面的考虑是酒企导入水性酒瓶漆的出发点;2、知名酒企纷纷导入:知名酒企近两三年尝试水性酒瓶漆的导入,为玻璃酒瓶漆的水性化提速;3、众多从事玻璃漆的涂企开发和生产水性酒瓶漆,进一步加快酒瓶漆的水性化;4、性能优异、成本满足、可操作性三方面是水性酒瓶漆成功引入的关键。
采用聚氨酯水分散体、水溶性聚丙烯酸树脂、氨酯型及改性的丙烯酸树脂制备的单组份水性酒瓶漆,在玻璃底材上存在分子量、耐醇性、耐水性、耐磨耗性差及硬度低等缺点。水性双组份室温固化玻璃漆在施工过程中过短的适用期会给施工造成一定的困难,同时也引起漆料的浪费及施工现场混合不均等难题。特别是对水性酒瓶涂料的耐乙醇性要求很高的情况下,要求涂料浸泡在65%的乙醇中6小时以上无变色脱落的现象,目前市场上的涂料基本上无法满足需要。
有鉴于此,有必要提供一种对玻璃底材具有良好干性、湿附着力、高耐乙醇性、耐水性及高硬度的水性酒瓶氨基烤漆涂料。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明的一个目的是提供一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
本发明的另一个目的是提供一种所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法。
本发明的再一个目的是提供一种所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的用途。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明的一个方面提供了一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物,结构如通式I所示:
Figure BDA0001412560660000021
其中:
R1选自取代烷基;
R4、R5各自独立地选自取代烷基;
R2、R3、R6各自独立地选自H或烷基;
R为芳基、取代芳基或取代环烷基;
l、m、n、o为正整数。
本发明优选的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物为,通式I中:
R1为(C1~C8)烷基;
R2、R3、R6各自独立地选自H或CH3
R4为(C1~C8)烷基;
R5为乙基、正丙基、异丙基、正丁基中的至少一种;
R为以下结构中的至少一种:
Figure BDA0001412560660000031
l、m、n、o各自独立地选自从1至5的整数。
上面给出的通式I化合物的定义中,汇集所用术语一般定义如下:
烷基是指直链或支链形式,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等。
芳基是指通过从母体芳族环系的单个碳原子除去一个氢原子而衍生的一价芳族烃基。典型的芳基包括但不限于苯衍生的基团。
取代芳基是指其中用相同或不同取代基各自独立替代芳基上一个或多个氢原子的基团。典型的取代芳基包括但不限于甲苯衍生的基团。
取代环烷基是指其中用相同或不同取代基各自独立替代饱和或不饱和的环烷基上一个或多个氢原子的基团。典型的取代芳基包括但不限于环己烷衍生的基团。
所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的数均分子量Mn为1300~2000,重均分子量Mw为3900~8000,分散度Mw/Mn为2~4。
本发明的另一个方面提供了一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,包括以下步骤:
回流状态下,向溶剂中滴加丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂,滴加时间为3~5小时,滴加结束后保温2~4小时,获得丙烯酸酯聚合物;
将丙烯酸酯聚合物降温至70~80℃,加入二异氰酸酯,保温1~2小时,然后升温至90~110℃,保温1~2小时,获得聚氨酯改性丙烯酸聚合物;
在90~110℃温度下真空脱出部分溶剂后,用低沸点的醇类溶剂补充脱出部分溶剂,降温至60~70℃,加入胺中和,得到所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
所述溶剂为酯类溶剂或不含羟基的溶剂,其中:酯类溶剂为醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二元酸酯中的至少一种;不含羟基的溶剂为甲基异丁基酮、环己酮等酮类溶剂中的至少一种;优选为丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、二元酸酯等高沸点的溶剂。
所述丙烯酸酯单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸月桂酯中的至少一种。
所述含羟基官能团单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯中的至少一种。
所述含羧基官能团单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中的至少一种。
所述引发剂为过氧化物类引发剂,为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化叔丁基2-乙基己酯、过氧化醋酸叔戊酯、二叔戊基过氧化物、过氧化2-乙基己酸叔戊酯中的至少一种。优选为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化醋酸叔戊酯。
所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种。
所述低沸点的醇类溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇中的至少一种。
所述胺为二甲基乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺中的至少一种。
所述溶剂的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的40~50%。
所述丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的40~45%。
所述含羟基官能团单体的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和的40~47%。
所述含羧基官能团单体的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和的5~15%。
所述引发剂的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和的10~15%。
所述二异氰酸酯的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的1.5~3%。
所述低沸点的醇类溶剂的质量为溶剂质量的20~30%。
所述胺的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的5~10%。
本发明的再一个方面提供了一种包含所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的色漆,包括以下重量份数的组分:
Figure BDA0001412560660000041
Figure BDA0001412560660000051
本发明的再一个方面提供了一种包含所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的清漆,包括以下重量份数的组分:
Figure BDA0001412560660000052
所述氨基树脂为LUWIPAL 072氨基树脂、CYMEL 325氨基树脂、CYMEL232氨基树脂、CYMEL 1130氨基树脂中至少一种。
所述润湿剂为TEGO 245润湿分散剂、TEGO 250润湿分散剂、TEGO 260润湿分散剂、BYK-194润湿分散剂中至少一种。
所述流平剂为BYK-333流平剂、BYK-375流平剂、TEGO Glide 450流平剂、TEGOGlide 100流平剂中至少一种。
所述溶剂为异丙醇、正丁醇、乙醇、乙二醇丁醚、丙酮中的至少一种。
本发明的再一个方面提供了一种所述色漆或清漆用于喷涂酒瓶的用途。
由于采用所述技术方案,本发明具有以下优点和有益效果:
本发明的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物由于引入了聚氨酯结构,用该聚氨酯改性丙烯酸聚合物制备的色漆或清漆喷涂酒瓶,对玻璃底材具有良好的干、湿附着力(划格法≤0级)、高耐醇性(划百格经过10h浸泡65%乙醇后外观无明显变化,指甲抠不掉)、优良耐水性(240h不起泡、不脱落、无明显异常)、高硬度(≥H)的特性,由于前期使用了高沸点的溶剂,可以较好的控制丙烯酸酯聚合物的分子量,并通过控制二异氰酸酯的加入量,避免因分子量过高造成聚氨酯改性丙烯酸过程中凝胶的存在,后期低沸点醇类溶剂置换可以增加树脂的水溶性和加快涂料的干燥速度。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
在通过以下实施例对本发明的目的予以阐明、解释的情形下,所述组合物的组分均以重量份为通用标准予以释明。在无特别说明的情况下,为简明起见,本发明实施例中所述的“重量份”与“份”具有相同的意义。
实施例1
1.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的配方如表1所示:
表1
名称 规格 重量(份)
丙二醇甲醚醋酸酯 工业品 45
甲基丙烯酸 工业品 5
苯乙烯 工业品 16
甲基丙烯酸甲酯 工业品 2
甲基丙烯酸羟丙酯 工业品 15
丙烯酸羟丁酯 工业品 5
过氧化苯甲酸叔丁酯 工业品 6
甲苯二异氰酸酯 工业品 2
异丙醇 工业品 10
二甲基乙醇胺 工业品 7
2.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法包括以下步骤:
投入45份丙二醇甲醚醋酸酯,搅拌升温至回流,滴加苯乙烯16份、甲基丙烯酸甲酯2份、甲基丙烯酸5份、甲基丙烯酸羟丙酯15份、丙烯酸羟丁酯5份和引发剂(过氧化苯甲酸叔丁酯6份)的混合物,滴加时间为4小时,滴加结束后保温2小时,获得丙烯酸酯聚合物。
将丙烯酸酯聚合物降温至70~80℃,加入2份甲苯二异氰酸酯,保温1~2小时,然后升温至90~110℃,保温1~2小时,检测红外光谱,波长2270处无峰为终点判断标准,获得聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
在100℃左右真空脱出10份丙二醇甲醚醋酸酯后,降温至80℃,加入10份异丙醇,继续降温至60~70℃,加入7份二甲基乙醇胺中和,最终得到所述水溶性的聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的数均分子量Mn为1846,重均分子量Mw为3917,分散度Mw/Mn为2.1。
实施例2
1.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的配方如表2所示:
表2
名称 规格 重量(份)
二元酸酯 工业品 49
丙烯酸 工业品 6
苯乙烯 工业品 16
甲基丙烯酸甲酯 工业品 5
甲基丙烯酸羟乙酯 工业品 13
丙烯酸羟丙酯 工业品 7
过氧化苯甲酸叔丁酯 工业品 5
甲苯二异氰酸酯 工业品 3
乙醇 工业品 14
三乙胺 工业品 8
2.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法包括以下步骤:
投入49份二元酸酯,搅拌升温至回流,滴加苯乙烯16份、甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸6份、甲基丙烯酸羟乙酯13份、丙烯酸羟丙酯7份和引发剂(过氧化苯甲酸叔丁酯5份)的混合物,滴加时间为5小时,滴加结束后保温3小时,获得丙烯酸酯聚合物。
将丙烯酸酯聚合物降温至70~80℃,加入3份甲苯二异氰酸酯,保温1~2小时,然后升温至90~110℃,保温1~2小时,检测红外光谱,波长2270处无峰为终点判断标准,获得聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
在100℃左右真空脱出15份二元酸酯后,降温至80℃,加入15份乙醇,继续降温至60~70℃,加入8份三乙胺中和,最终得到所述可水溶性的聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的数均分子量Mn为1935,重均分子量Mw为4726,分散度Mw/Mn为2.4。
实施例3
1.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的配方如表3所示:
表3
名称 规格 重量(份)
二元酸酯 工业品 48
甲基丙烯酸 工业品 7
苯乙烯 工业品 16
甲基丙烯酸异冰片酯 工业品 5
甲基丙烯酸羟丙酯 工业品 15
丙烯酸羟乙酯 工业品 5
过氧化苯甲酸叔丁酯 工业品 5
异佛尔酮二异氰酸酯 工业品 3
乙醇 工业品 14
二甲基乙醇胺 工业品 6
2.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法包括以下步骤:
投入48份二元酸酯,搅拌升温至回流,滴加苯乙烯16份、甲基丙烯酸异冰片酯5份、甲基丙烯酸7份、甲基丙烯酸羟丙酯15份、丙烯酸羟乙酯5份和引发剂(过氧化苯甲酸叔丁酯5份)的混合物,滴加时间为3小时,滴加结束后保温3小时,获得丙烯酸酯聚合物。
将丙烯酸酯聚合物降温至70~80℃,加入3份异佛尔酮二异氰酸酯,保温1~2小时,然后升温至90~110℃,保温1~2小时,检测红外光谱,波长2270处无峰为终点判断标准,获得聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
在100℃左右真空脱出15份二元酸酯后,降温至80℃,加入14份乙醇,继续降温至60~70℃,加入6份二甲基乙醇胺中和,最终得到所述水溶性的聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的数均分子量Mn为1547,重均分子量Mw为4132,分散度Mw/Mn为2.7。
实施例4
1.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的配方如表4所示:
表4
名称 规格 重量(份)
乙二醇乙醚醋酸酯 工业品 48
甲基丙烯酸 工业品 4
苯乙烯 工业品 10
丙烯酸异冰片酯 工业品 5
甲基丙烯酸羟丙酯 工业品 15
丙烯酸羟丁酯 工业品 5
甲基丙烯酸2-乙基己酯 工业品 6
过氧化醋酸叔戊酯 工业品 4.5
异佛尔酮二异氰酸酯 工业品 3
乙醇 工业品 13
二乙醇胺 工业品 6
2.水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法包括以下步骤:
投入48份乙二醇乙醚醋酸酯,搅拌升温至回流,滴加苯乙烯10份、丙烯酸异冰片酯5份、甲基丙烯酸2-乙基己酯6份、甲基丙烯酸4份、甲基丙烯酸羟丙酯15份、丙烯酸羟丁酯5份和引发剂(过氧化醋酸叔戊酯4.5份)的混合物,滴加时间为3小时,滴加结束后保温3小时,获得丙烯酸酯聚合物。
将丙烯酸酯聚合物降温至70~80℃,加入3份异佛尔酮二异氰酸酯,保温1~2小时,然后升温至90~110℃,保温1~2小时,检测红外光谱,波长2270处无峰为终点判断标准,获得聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
在100℃左右真空脱出13份乙二醇乙醚醋酸酯后,降温至80℃,加入13份乙醇,继续降温至60~70℃,加入6份二乙醇胺中和,最终得到所述水溶性的聚氨酯改性丙烯酸聚合物。
所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的数均分子量Mn为1477,重均分子量Mw为4632,分散度Mw/Mn为3.1。
实施例5
1.色漆的配方如表5所示:
表5
Figure BDA0001412560660000101
2.色漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入(注意色浆使用前需确认无分层或返粗),高速搅拌均匀;检测涂2#杯检测粘度(指标13~19秒),理论固体份为25%。
实施例6
1.清漆的配方如表6所示:
表6
Figure BDA0001412560660000102
Figure BDA0001412560660000111
2.清漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入,高速搅拌均匀;检测涂2#杯粘度(指标16~22秒),理论固体份为33%。
3.施工:
1)色漆:现场喷涂再加入10%的水和2%的KH-560偶联剂后搅拌均匀,并用300目滤袋过滤,检测2#杯粘度(指标11~13秒),理论固体份为22%。
2)清漆:现场喷涂再加入15%的水和2%的KH-560偶联剂后搅拌均匀,并用300目滤袋过滤,检测2#杯粘度(指标14~16秒),理论固体份为28%。
3)酒瓶喷涂前需用布擦拭干净(确保无灰尘及油脂污染),喷涂色漆后进入时长约2分钟、温度约90度的烘道进行闪蒸;之后喷涂第二道清漆,进入时长约15分钟、温度190~200度的烘道烘烤,然后进入150~180度的烘道中烘烤约3小时。
4.性能测试如表7所示:
表7
Figure BDA0001412560660000112
Figure BDA0001412560660000121
实施例7
1.色漆的配方如表8所示:
表8
Figure BDA0001412560660000122
2.色漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入(注意色浆使用前需确认无分层或返粗),高速搅拌均匀;检测涂2#杯检测粘度(指标13~19秒),理论固体份为25%。
实施例8
1.清漆的配方如表9所示:
表9
Figure BDA0001412560660000123
Figure BDA0001412560660000131
2.清漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入,高速搅拌均匀;检测涂2#杯粘度(指标16~22秒),理论固体份为33%。
3.施工及性能结果和实施例5、6结果类似。
实施例9
1.色漆的配方如表10所示:
表10
Figure BDA0001412560660000132
Figure BDA0001412560660000141
2.色漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入(注意色浆使用前需确认无分层或返粗),高速搅拌均匀;检测涂2#杯检测粘度(指标13~19秒),理论固体份为25%。
实施例10
1.清漆的配方如表11所示:
表11
Figure BDA0001412560660000142
2.清漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入,高速搅拌均匀;检测涂2#杯粘度(指标16~22秒),理论固体份为33%。
3.施工及性能结果和实施例5、6结果类似。
实施例11
1.色漆的配方如表12所示:
表12
Figure BDA0001412560660000151
2.色漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入(注意色浆使用前需确认无分层或返粗),高速搅拌均匀;检测涂2#杯检测粘度(指标13~19秒),理论固体份为25%。
实施例12
1.清漆的配方如表13所示:
表13
Figure BDA0001412560660000152
Figure BDA0001412560660000161
2.清漆的制备方法包括以下步骤:
按顺序依次加入,高速搅拌均匀;检测涂2#杯粘度(指标16~22秒),理论固体份为33%。
3.施工及性能结果和实施例5、6结果类似。
实施例13
本实施例色漆配方中实施例1制备的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物加入量为30份,蓝色浆的加入量为10份,其他物质的加入量同实施例5,制备方法和施工方法与实施例5相同。
实施例14
本实施例清漆配方中实施例1制备的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物加入量为30份,LUWIPAL 072氨基树脂和CYMEL 325氨基树脂的加入量为21份(分别为10.5份),其他物质的加入量同实施例6,制备方法和施工方法与实施例6相同。
实施例15
本实施例色漆配方中润湿分散剂TEGO 245加入量为0.4份,流平剂BYK-333加入量为0.2份,其他物质的加入量同实施例5,制备方法和施工方法与实施例5相同。
实施例16
本实施例清漆配方中润湿分散剂TEGO 245的加入量为0.4份,流平剂BYK-333的加入量为0.2份,其他物质的加入量同实施例6,制备方法和施工方法与实施例6相同。
实施例13~16的清漆或色漆的施工及性能结果和实施例5、6结果类似。
本发明的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物由于引入了聚氨酯结构,用该聚氨酯改性丙烯酸聚合物制备的色漆或清漆喷涂酒瓶,对玻璃底材具有良好的干、湿附着力(划格法≤0级)、高耐醇性(划百格经过10h浸泡65%乙醇后外观无明显变化,指甲抠不掉)、优良耐水性(240h不起泡、不脱落、无明显异常)、高硬度(≥H)的特性,由于前期使用了高沸点的溶剂,可以较好的控制丙烯酸酯聚合物的分子量,并通过控制二异氰酸酯的加入量,避免因分子量过高造成聚氨酯改性丙烯酸过程中凝胶的存在,后期低沸点醇类溶剂置换可以增加树脂的水溶性和加快涂料的干燥速度。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (16)

1.一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物,其特征在于:结构如通式I所示:
Figure FDA0002505746120000011
其中:
R1为(C1~C8)烷基;
R2、R3、R6各自独立地选自H或CH3
R4为(C1~C8)烷基;
R5为乙基、正丙基、异丙基、正丁基中的至少一种;
R为以下结构中的至少一种:
Figure FDA0002505746120000012
l、m、n、o各自独立地选自从1至5的整数;
所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的数均分子量Mn为1300~2000,重均分子量Mw为3900~8000,分散度Mw/Mn为2~4。
2.一种权利要求1所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
回流状态下,向溶剂中滴加丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂,滴加时间为3~5小时,滴加结束后保温2~4小时,获得丙烯酸酯聚合物;
将丙烯酸酯聚合物降温至70~80℃,加入二异氰酸酯,保温1~2小时,然后升温至90~110℃,保温1~2小时,获得聚氨酯改性丙烯酸聚合物;
在90~110℃温度下真空脱出部分溶剂后,用低沸点的醇类溶剂补充脱出部分溶剂,降温至60~70℃,加入胺中和,得到所述水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物;
所述丙烯酸酯单体为苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯;
所述含羟基官能团单体为甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯中的至少一种;
所述含羧基官能团单体为甲基丙烯酸、丙烯酸中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述溶剂为酯类溶剂或不含羟基的溶剂,其中:酯类溶剂为醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二元酸酯中的至少一种;不含羟基的溶剂为甲基异丁基酮、环己酮中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述引发剂为过氧化物类引发剂;
所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的至少一种;
所述低沸点的醇类溶剂为乙醇、异丙醇、丁醇中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化叔丁基- 2-乙基己酯、过氧化醋酸叔戊酯、二叔戊基过氧化物、过氧化- 2-乙基己酸叔戊酯中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述胺为二甲基乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述溶剂的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的40~50%;
所述丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的40~45%。
8.根据权利要求2所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述含羟基官能团单体的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和的40~47%;
所述含羧基官能团单体的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和的5~15%。
9.根据权利要求2所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述引发剂的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体和含羧基官能团单体质量之和的10~15%;
所述二异氰酸酯的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的1.5~3%。
10.根据权利要求2所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的制备方法,其特征在于:所述低沸点的醇类溶剂的质量为溶剂质量的20~30%;
所述胺的质量为丙烯酸酯单体、含羟基官能团单体、含羧基官能团单体、引发剂、二异氰酸酯、胺和溶剂总质量的5~10%。
11.一种包含权利要求1所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的色漆,其特征在于:包括以下重量份数的组分:
Figure FDA0002505746120000031
12.根据权利要求11所述的色漆,其特征在于:所述溶剂为异丙醇、正丁醇、乙醇、乙二醇丁醚、丙酮中的至少一种。
13.一种包含权利要求1所述的水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物的清漆,其特征在于:包括以下重量份数的组分:
Figure FDA0002505746120000032
Figure FDA0002505746120000041
14.根据权利要求13所述的清漆,其特征在于:所述溶剂为异丙醇、正丁醇、乙醇、乙二醇丁醚、丙酮中的至少一种。
15.一种权利要求11或12所述的色漆用于喷涂酒瓶的用途。
16.一种权利要求13或14所述的清漆用于喷涂酒瓶的用途。
CN201710852984.XA 2017-09-19 2017-09-19 一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用 Active CN107474216B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710852984.XA CN107474216B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710852984.XA CN107474216B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107474216A CN107474216A (zh) 2017-12-15
CN107474216B true CN107474216B (zh) 2020-10-02

Family

ID=60586232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710852984.XA Active CN107474216B (zh) 2017-09-19 2017-09-19 一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107474216B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111534216A (zh) * 2018-08-01 2020-08-14 湖南七纬科技有限公司 一种水溶性三嗪基砜基聚氨酯及其应用
CN109400843A (zh) * 2018-09-19 2019-03-01 江苏三木化工股份有限公司 新型丙改水性聚氨酯丙烯酸酯的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106479343A (zh) * 2016-12-02 2017-03-08 陕西环珂生物科技有限公司 一种水性涂料的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102827325B (zh) * 2012-08-27 2014-08-13 上海涂料有限公司技术中心 一种核壳型聚氨酯/丙烯酸复合乳液的制备方法及其应用
CN105602515B (zh) * 2016-01-18 2018-06-26 广东工业大学 一种紫外光固化转印胶及其制备方法与应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106479343A (zh) * 2016-12-02 2017-03-08 陕西环珂生物科技有限公司 一种水性涂料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸羟乙酯共聚物的合成及其与二异氰酸酯的交联";仲惟兵等,;《合成橡胶工业》;19990515;第22卷(第3期);第163-165页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107474216A (zh) 2017-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108864359B (zh) 一种高性能水溶性高固低黏丙烯酸树脂的制备方法
CN107805437B (zh) 一种用于修色的水性木器漆及其制备方法
EP3167020B1 (en) Sequentially polymerized hybrid latex
CN103589324B (zh) 一种uv抗刮哑光清面漆
CN101457005A (zh) 一种羟基丙烯酸水分散体的制备方法
WO2012158703A1 (en) Self-coalescing latex
CN101935425B (zh) 一种改性pu丙烯酸树脂及其制备方法
CN107474216B (zh) 一种水溶性聚氨酯改性丙烯酸聚合物、制备方法及其应用
CN105797929A (zh) 一种多功能水性金属闪光涂料的涂装方法
CN102666726A (zh) 树脂交联剂
CN110982371A (zh) 一种环保型水性高光泽、高丰满度高温烘烤型清漆
CN102408827B (zh) 一种水性紫外光固化透明底漆及其制备方法
CN111286259A (zh) 环保型水性钢结构防锈底面合一漆
CN102816512A (zh) 一种抗划伤水性木器涂料
CN101270254B (zh) 水性改性丙烯酸双组分塑胶涂料及其制备方法
WO1999015597A1 (de) Härtbare beschichtungszusammensetzung
WO2016037312A1 (en) Binder composition and paint formulation made thereof
CN103012805A (zh) 一种自交联水性木器涂料用乳液的制备方法
EP3221412A1 (en) Binder composition and paint formulation made thereof
CN107674146B (zh) 高固含低voc水性聚丙烯酸酯树脂及其制备方法
US20080268140A1 (en) Temporary removable solvent based protective coating
CN111116831B (zh) 一种羟基丙烯酸乳液的制备方法
CN112126333B (zh) 一种水性快干易施工的汽车修补清漆及其制备方法
JPS6051753A (ja) 常温硬化性樹脂組成物
CN103657973B (zh) 笔电类壳体的表面喷漆方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant