CN1079401C - 涂料用固体丙烯酸树脂 - Google Patents

Abstract

本发明的涂料用固体丙烯酸树脂是将丙烯酸酯类不饱和单体在分散剂、引发剂及链调节剂存在下，经珠状聚合而成为玻璃化温度≥15℃、软化点≥80℃及外观为珠状颗粒的共聚物。由于共聚物结构中含有极性基团，有利于涂料制造时对颜料和填料的润湿分散及涂料的存放稳定性。特别是该树脂不含任何有机溶剂，为贮存、运输和安全管理带来方便。还由于此项树脂在多种有机溶剂中的良好溶解性，对有机溶剂提供了可选择性。

Description

涂料用固体丙烯酸树脂

本发明涉及一种涂料用树脂，尤其是一种用于道路标志、汽车、高档外墙及家用电器等方面的涂料用固体丙烯酸树脂。

通常丙烯酸树脂的合成方法是在有机溶剂存在下，将丙烯酸类单体经溶液聚合方式而成为丙烯酸共聚物溶液，并以其溶液的形式直接用于各种溶剂型涂料的生产。此项技术及其产品构成丙烯酸树脂溶液中的有机溶剂种类及其组成比例自开始聚合生产时就已固定。如果以丙烯酸树脂溶液作为商品提供市场时，不仅因有机溶剂的存在给贮存带来不变，同进也增加了运输上的额外负担和安全管理。还由于有机溶剂组成的固定，对涂料制造厂家来说，将无法利用本地区的溶剂资源而就地取材，同时也无法依据所制造涂料的技术要求而选择技术上更为合理的其它种类的溶剂。其结果是使丙烯酸树脂在多种溶剂中具有良好溶解性能的特点，未能得到充分利用而限制了丙烯酸树脂的应用范围。

基于上述情况，如果能够提供一种不含任何有机溶剂的固体形态的，特别是小颗粒状的丙烯酸树脂，不仅方便了贮存，运输和安全管理，同时也能满足涂料制造厂家充分利用本地区溶剂资源及依据所制造涂料的技术要求，而迭择更合理的溶剂组成的要求。

本发明的涂料用固体丙烯酸树脂的技术特征在于：通过软性不饱和和单体、硬性不饱和单体和极性不饱和单体的组合，在分散剂、引发剂及链调节剂的存在下，采用珠状聚合方式而获得中等分子量，分子结构中含有极性基团，玻璃化温度≥15℃、软化点≥80℃，外观为珠状颗粒的聚合物。由于此聚合物的分子结构中含有羧酸基的极性基团，在涂料的制造过程和贮存过程中，不仅对颜料和填料具有附加的润湿分散作用，还改善了涂料的存放稳定性，同时也增加了涂层对基材的粘附作用。由于本发明的产物不含有任何有机溶剂，则为贮存、运输和安全管理提供了方便。还由于本发明的产物具有中等分子量和分子结构中含有极性基团，除适用于制造道路标线涂料、高档外墙涂料等气干型涂料外，还可以加入可与之进行反应的交联剂，用于制造热固性丙烯酸树脂涂料。

本发明的涂料用固体丙烯酸树脂所用的不饱和单体中，软性不饱和单体为丙烯酸乙脂、丙烯酸丁酯及丙烯酸2-乙基乙酯等C_2-12丙烯酸酯类，其用量在共聚单体的重量组成中占25～50％；硬性不饱和单体为甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯腈、醋酸乙烯及苯乙烯等，其用量在其聚单体的重量组成中占50～70％；极性不饱和单体为甲基丙烯酸、丙烯酸及含双键的其它可共聚的羧酸等，其用量在共聚单体的重量组成中占1～10％。极性不饱和单体在共聚单体的重量组成中的用量低于1％之时，其共聚物的功能性不明显，而超过10％时，由于共聚物的亲水性增大，将给涂料的涂层的耐水性等性能带来不良影响。

本发明的涂料用固体丙烯酸树脂在聚合过程中所用的分散剂为乙酰氧基含量12％左右的聚乙烯醇或聚丙烯酸盐等；引发剂为有机过氧化物或偶氮化合物；链调节剂为四氯化碳，丁基硫醇、十二烷基硫醇及巯基醋酸乙酯等。上述各类助剂的品种及其用量在本发明中不作限定。

本发明的涂料用固体丙烯酸树脂的合成方法是：在带有搅拌装置、回流冷凝器及温度计的反应釜中，首先加入水，在搅拌下加入分散剂并使其溶解，然后加入各类单体，引发剂及链调节剂，随即升温，并在80℃至100℃以内温度下，使其反应约6小时，即完成聚合过程，最后降温至40℃以下，经离心脱水及干燥而成为珠状颗粒的固体丙烯酸树脂。

本发明的涂料用固体丙烯酸树脂可溶于多种有机溶剂，例如，醇类(乙醇及丁醇等)、酯类(醋酸乙酯及醋酸丁酯等)，酮及酮醇类(甲乙酮及二丙酮醇等)、芳烃类(苯、甲苯及二甲苯等)、氯代烃类(二氯乙烷等)及各类溶纤剂等多种有机溶剂。

本发明的优点：由于丙烯酸树脂对光的主吸收峰处在太阳光谱以外，所以由它制成的丙烯酸树脂涂料具有特别优良的耐光性和耐户外老化性能。同时由于用丙烯酸树脂制成的涂料还具有耐腐蚀、耐热和附着力优秀等特点，故丙烯酸树酯广泛应用于道路标志涂料、汽车用涂料、高档外墙涂料及家用电器涂料等许多领域。特别是该树脂不含任何有机溶剂。为贮存，运输和安全管理带来方便，还由于此项树脂在多种有机溶剂中的良好溶解怀，对有机溶机提供了可选择性。

为了对本发明的技术内容作出具体的描述，兹举实施例加以说明，实施例的原料配方均以重量表示之。

实施例1～3：

按表-1的原料配方，在带有搅拌装置，回流冷凝器及温度计的反应釜中，首先将水投入反应釜中，在搅拌下加入分散剂，约1小时即可完成溶解过程，然后投入各类单体、引发剂及链调节剂，随即升温，并在85℃～100℃的温度下进行聚合反应，约6小时左右即可降温至40℃以下，经离心脱水及干燥而成为珠状颗粒的固体丙烯酸树脂。由上述方法及配方所合成的固体丙烯酸树脂的性能，也列于表-1中。

表-1实施例配方及聚合物性能

	实施例-1	实施例-2	实施例-3
				甲基丙烯酸甲酯	38	58	-
苯  乙  烯	30	-	58
				丙烯酸丁酯	30	45	40
丙  烯  酸	2	2	2
				聚乙烯醇	0.8	0.8	0.8
过氧化苯甲酰	1	1	1
				十二烷基硫醇	1	1	1
水	150	150	150
				外    观	珠状颗粒	珠状颗粒	珠状颗粒
粒    度	20目全通过	20目全通过	20目全通过
				玻璃化温度(计算值℃)	41.6	26.9	18.3
软化点(℃)	105	110	90

Claims (1)

1.涂料用固体丙烯酸树脂，是软性不饱和单体，硬性不饱和单体及极性不饱和单体的组合，在分散剂、引发剂及链调节剂的存在下，经珠状聚合而成为玻璃化温度≥15℃、软化点≥80℃及外观为珠状固体颗粒的共聚物，其中所述的软性不饱和单体为C_2-12丙烯酸酯，并在共聚单体的重量组成中占25～50％；硬性不饱和单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯腈、醋酸乙烯及苯乙烯，并在共聚单体的重量组成中占50～70％；极性不饱和单体为甲基丙烯酸、丙烯酸及含双键的其它可共聚羧酸，并在共聚单体的重量组成中占1～10％，各单体的重量百分比之和应为100％。