CN107674144B - 一种外墙涂料用水溶性丙烯酸树脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高硬度、强附着力、耐水性好的水溶性丙烯酸树脂及其制备方法。本发明采用水溶性醇醚作为溶剂，采用丙烯酸里的羧基实现水溶性，制备了一种水溶性丙烯酸树脂。本发明通过添加一定量的硅烷单体提高树脂的附着力和耐候性，采用一定的环氮基团来交联羧基，从而实现树脂的耐水性能。本发明与现有技术相比具有以下优点：本产品为水溶性树脂，不会给环境带来污染；本产品具有较高硬度，较强附着力，和较好耐水性能，可以大大降低成本。

Description

一种外墙涂料用水溶性丙烯酸树脂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种树脂及其制备方法，尤其涉及一种外墙涂料用水溶性丙烯酸树脂及其制备方法。
背景技术
随着全球环境污染日益加剧，人类赖以生存的环境正遭受严重破坏，世界各国纷纷出台更严厉的法律法规来治理污染，以降低碳排放和环境污染。在涂料领域，采用水性涂料取代溶剂型涂料是目前时代发展必然趋势，也就是用水性树脂取代溶剂型树脂。与溶剂型树脂相比，水性树脂具有无气味或低气味、成本低廉、设备容易清洗等优点，但目前在附着力、硬度、耐水性等方面还存在一些不足，需要进一步改进。
外墙涂料用树脂主要有水性聚氨酯和水性丙烯酸树脂，水性聚氨酯由于价格比较贵，因此采用水性丙烯酸树脂较为普遍，尤其是水性丙烯酸乳液。然而采用丙烯酸乳液目前存在附着力差，耐水性差等缺点，这主要是由于采用了表面活性剂来乳化树脂，表面活性剂亲水亲油，涂料实干后，表面活性剂残留在涂层中，水分子侵入会破坏膜的致密性，导致耐水性。而且丙烯酸乳液在流平性等方面都效果不好。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种高硬度、强附着力、耐水性好的水溶性丙烯酸树脂及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种外墙涂料用水溶性丙烯酸树脂，由下述重量配比的原料组成：
丙二醇甲醚120～140份，偶氮二异丁腈0.5～1.5份，甲基丙烯酸甲酯110～130份，丙烯酸丁酯20～40份，丙烯酸40～55份，甲基丙烯酸异冰片酯1.0～2.0份，乙烯基三乙氧基硅烷1.0～2.0份，巯基乙酸1.0～2.0份、氨水40～60份、去离子水200～300份、交联剂10～30份。
所述外墙涂料用水溶性丙烯酸树脂的制备方法为：
(1)按配方量称取丙二醇甲醚和0.4份偶氮二异丁腈引发剂加入四口玻璃瓶中，搅拌加热到82℃；
(2)按配方量称取甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、乙烯基三乙氧基硅烷，甲基丙烯酸异冰片酯、巯基乙酸、0.8-1.0份偶氮二异丁腈混合在一起，搅拌均匀，得到混合单体；
(3)向步骤(1)的四口玻璃瓶中加入22％的混合单体打底，82℃保温30min后，开始滴加剩余单体，在2-3h滴加完毕，82℃保温1-2h后，升温到87℃，87℃保温2-3h，然后降温到45℃，加入氨水中和，搅拌30min，再加入去离子水，降温到室温后，加入交联剂交联羧基，即可得到水溶性丙烯酸树脂。
所述22％的混合单体为混合单体质量的22％；
反应的溶剂采用醇醚类，主要有乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚等，考虑到挥发性，本发明采用丙二醇甲醚。
所述交联剂为氮丙啶类交联剂。
本发明中，甲基丙烯酸甲酯是硬单体，提供树脂需要的硬度性能；丙烯酸丁酯是软单体，提供树脂柔软性能。丙烯酸是功能性单体，可以提高树脂附着力和耐水性能。乙烯基三乙氧基硅烷提高树脂附着力。甲基丙烯酸异冰片酯提高树脂硬度。
链转移剂主要有巯基乙醇、巯基乙酸、十六硫醇，本发明采用巯基乙酸作为链转移剂。
引发剂有偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰等，考虑到副反应问题，本发明采用偶氮二异丁腈作为引发剂。
本发明采用水溶性醇醚作为溶剂，采用丙烯酸里的羧基实现水溶性，制备了一种水溶性丙烯酸树脂。本发明通过添加一定量的硅烷单体提高树脂的附着力和耐候性，采用一定的环氮基团来交联羧基，从而实现树脂的耐水性能。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本产品为水溶性树脂，不会给环境带来污染；
(2)本产品具有较高硬度，较强附着力，和较好耐水性能，可以大大降低成本。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。本发明实施例所述的技术方案仅用于进一步说明技术方案，而不能作为对本发明的限制，在本发明的方案下，对本发明技术路线的简单改进都属于对本发明要求保护的范围。
实施例1：称取130g丙二醇甲醚和0.4g偶氮二异丁腈引发剂加入四口玻璃瓶中，搅拌加热到82℃。在烧杯中称取110g甲基丙烯酸甲酯、25g丙烯酸丁酯、35g丙烯酸、1.0g乙烯基三乙氧基硅烷，1.0g甲基丙烯酸异冰片酯、1.0g链转移剂巯基乙酸、1.0g偶氮二异丁腈混合在一起，搅拌均匀。加入22％的混合单体打底，保温30min后，开始滴加剩余单体，在2-3h滴加完毕，保温1-2h后，升温到87℃，保温2-3h。然后降温到45℃，加入40g氨水中和，搅拌30min。再加入250g的去离子水。降温到室温后，加入15g交联剂，即可得到水溶性丙烯酸树脂。
实施例2：称取130g丙二醇甲醚和0.4g偶氮二异丁腈引发剂加入四口玻璃瓶中，搅拌加热到82℃。在烧杯中称取110g甲基丙烯酸甲酯、25g丙烯酸丁酯、57g丙烯酸、1.0g乙烯基三乙氧基硅烷，1.0g甲基丙烯酸异冰片酯、1.0g链转移剂巯基乙酸、1.0g偶氮二异丁腈混合在一起，搅拌均匀。加入22％的混合单体打底，保温30min后，开始滴加剩余单体，在2-3h滴加完毕，保温1-2h后，升温到87℃，保温2-3h。然后降温到45℃，加入40g氨水中和，搅拌30min。再加入250g的去离子水。降温到室温后，加入15g交联剂，即可得到水溶性丙烯酸树脂。
实施例3：称取130g丙二醇甲醚和0.4g偶氮二异丁腈引发剂加入四口玻璃瓶中，搅拌加热到82℃。在烧杯中称取110g甲基丙烯酸甲酯、25g丙烯酸丁酯、48g丙烯酸、1.0g乙烯基三乙氧基硅烷，1.0g甲基丙烯酸异冰片酯、1.0g链转移剂巯基乙酸、1.0g偶氮二异丁腈混合在一起，搅拌均匀。加入22％的混合单体打底，保温30min后，开始滴加剩余单体，在2-3h滴加完毕，保温1-2h后，升温到87℃，保温2-3h。然后降温到45℃，加入40g氨水中和，搅拌30min。再加入250g的去离子水。降温到室温后，加入15g交联剂，即可得到水溶性丙烯酸树脂。
实施例4：称取130g丙二醇甲醚和0.4g偶氮二异丁腈引发剂加入四口玻璃瓶中，搅拌加热到82℃；在烧杯中称取110g甲基丙烯酸甲酯、25g丙烯酸丁酯、48g丙烯酸、1.0g乙烯基三乙氧基硅烷，1.0g甲基丙烯酸异冰片酯、1.0g链转移剂巯基乙酸、0.8g偶氮二异丁腈混合在一起，搅拌均匀；加入22％的混合单体打底，82℃保温30min后，开始滴加剩余单体，在2-3h滴加完毕，82℃保温1-2h后，升温到87℃，87℃保温2-3h；然后降温到45℃，加入40g氨水中和，搅拌30min，再加入250g的去离子水，降温到室温后，加入15g交联剂，即可得到水溶性丙烯酸树脂。
表1 各实施例产品性能比较
由表1可知，实施例4性能最好，粘度适中，膜面光滑致密，耐水性也较好。

Claims (2)

1.一种外墙涂料用水溶性丙烯酸树脂，其特征在于：
制备方法为：称取130g丙二醇甲醚和0.4g偶氮二异丁腈引发剂加入四口玻璃瓶中，搅拌加热到82℃；在烧杯中称取110g甲基丙烯酸甲酯、25g丙烯酸丁酯、48g丙烯酸、1.0g乙烯基三乙氧基硅烷，1.0g甲基丙烯酸异冰片酯、1.0g链转移剂巯基乙酸、0 .8g偶氮二异丁腈混合在一起，搅拌均匀；加入22％的混合单体打底，82℃保温30min后，开始滴加剩余单体，在2-3h滴加完毕，82℃保温1-2h后，升温到87℃，87℃保温2-3h；然后降温到45℃，加入40g氨水中和，搅拌30min，再加入250g的去离子水，降温到室温后，加入15g交联剂，即可得到水溶性丙烯酸树脂。
2.如权利要求1所述的一种外墙涂料用水溶性丙烯酸树脂，其特征在于：所述交联剂为氮丙啶类交联剂。
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