CN110105488B - 一种高耐磨羟基丙烯酸树脂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨羟基丙烯酸树脂及其制备工艺，高耐磨羟基丙烯酸树脂按重量百分比，包含23‑25.4wt％的甲苯、23‑26wt％的醋酸丁酯、8‑10wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、30‑36wt％的甲基丙烯酸甲酯、0.5‑5.0wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、2.5‑4.5wt％的甲基丙烯酸正丁酯、2.5‑4.5wt％的丙烯酸、1.1‑1.54wt％的过氧化苯甲酰。过氧化苯甲酰为引发剂，且过氧化苯甲酰和甲苯在制备工艺中分别进行三次投放；本发明提出的高耐磨羟基丙烯酸树脂，具有良好的附着力、高硬度和高耐磨性能，能满足市场对于塑料漆的高装饰性的要求。

Description

一种高耐磨羟基丙烯酸树脂及其制备工艺
技术领域
本发明属于化工涂料领域，具体涉及一种高耐磨羟基丙烯酸树脂及其制备 工艺。
背景技术
常规羟基丙烯酸树脂制备的塑胶涂料具有慢干、硬度差、耐介质性能低， 特别是塑料在一次性喷涂的情况下耐磨差等弊病；丙烯酸涂料成膜后具有较高 的硬度，传统的溶剂型丙烯酸涂料在成膜过程中会出现涂膜硬度偏低和附着力 差等问题；为了满足市场对于塑料漆的高装饰性、良好的附着力、耐介质性能、 高硬度和高耐磨的要求。特此设计一款高耐磨羟基丙烯酸树脂。
发明内容
本发明的目的是提供一种高耐磨羟基丙烯酸树脂及其制备工艺，解决了常 规羟基丙烯酸树脂制备的塑胶涂料具有慢干，硬度差的技术问题。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种高耐磨羟基丙烯酸 树脂，该树脂组合物采用特定比例的丙烯酸类化合物与相应的单体搭配组合而 成，一种高耐磨羟基丙烯酸树脂，原料按照重量百分比包括：23-25.4wt％的甲苯、 23-26wt％的醋酸丁酯、8-10wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、30-36wt％的甲基丙烯酸 甲酯、0.5-5.0wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、2.5-4.5wt％的甲基丙烯酸正丁酯、 2.5-4.5wt％的丙烯酸和1.1-1.54wt％的过氧化苯甲酰。
进一步地，所述高耐磨羟基丙烯酸树脂的成分含量为：24.53％的甲苯，24.97wt％的醋酸丁酯，9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯，31.48wt％的甲基丙烯酸甲 酯，4.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯，3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯，0.28wt％的 丙烯酸，1.31wt％的过氧化苯甲酰。
进一步地，所述高耐磨羟基丙烯酸树脂的成分含量为：24.53％的甲苯，24.97wt％的醋酸丁酯，9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯，33.48wt％的甲基丙烯酸甲 酯，2.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯，3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯，0.28wt％的 丙烯酸，1.31wt％的过氧化苯甲酰。
进一步地，所述高耐磨羟基丙烯酸树脂的成分含量为：24.53％的甲苯，24.97wt％的醋酸丁酯，9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯，35.48wt％的甲基丙烯酸甲 酯，0.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯，3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯，0.28wt％的 丙烯酸，1.31wt％的过氧化苯甲酰。
进一步的，所述23-25.4wt％的甲苯在制备工艺中按照三次分别投放，第一 次投放22-24wt％，第二次投放0.5-0.7wt％，第三次投放0.5-0.7wt％。
进一步的，所述的1.55-1.54wt％的过氧化苯甲酰为引发剂，在制备工艺中按 照三次分别投放，第一次投放1.0-1.4wt％，第二次投放0.05-0.07wt％，第三次投 放0.05-0.07wt％。
此外，本发明还提供一种高耐磨羟基丙烯酸树脂的制备工艺，包括以下步 骤：
(1)向反应釜中分别依次投入22-24wt％的甲苯和23-26wt％的醋酸丁酯， 然后通氮气，开始搅拌，搅拌的转速为70转/分钟，1小时左右升温至120℃， 然后维持保温；
(2)然后向高位槽依次投入8-10wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、30-36wt％的甲 基丙烯酸甲酯、0.5-5.0wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、2.5-4.5wt％的甲基丙烯酸正 丁酯、2.5-4.5wt％的丙烯酸和1.0-1.4wt％的过氧化苯甲酰，搅拌30分钟后停搅 拌，3小时左右匀速滴加上面混合物入反应釜中，滴加完毕，维持保温2小时；
(3)然后向反应釜中分别依次补加入的0.5-0.7wt％的甲苯和0.05-0.07wt％ 的过氧化苯甲酰，维持恒定温度为120℃，并保温2小时；
(4)然后向反应釜中分别依次补加入0.5-0.7wt％的甲苯和0.05-0.07wt％的 过氧化苯甲酰，维持恒定温度为120℃，并保温3小时，然后降温至80℃左右 过滤、出料即得到羟基丙烯酸树脂。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种高耐磨羟基丙烯酸树脂，通过选用甲基丙烯酸异冰片酯 提高了树脂的硬度；使用了丙烯酸带极性基团的单体从而提高了附着力；配方 体系中选用了均聚物玻璃化温度较高的羟基单体甲基丙烯酸羟乙酯配合甲基丙 烯酸甲酯使用，并且使用了较多甲基丙烯酸甲酯配合少量甲基丙烯酸异冰片酯， 从而综合提高了体系的玻璃化温度，大大提高了耐磨性能；此外，本发明制备 工艺简单，便于操作。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施 例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解 释本申请，并不用于限定本申请。
实施例1
(1)向反应釜中分别依次投入23.21wt％的甲苯和24.97wt％的醋酸丁酯， 然后通氮气，开始搅拌，搅拌的转速为70转/分钟，1小时左右升温至120℃， 然后维持保温；
(2)然后向高位槽投入9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、31.48wt％的甲基丙烯 酸甲酯、4.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯、0.28wt％ 的丙烯酸和1.19wt％的过氧化苯甲酰，搅拌30分钟后停搅拌，3小时左右匀速 滴加上面混合物入反应釜中，滴加完毕后，维持保温2小时；
(3)然后向反应釜中分别依次补加入0.66wt％的甲苯和0.06wt％的过氧化 苯甲酰，维持恒定温度为120℃，并保温2小时；
(4)然后向反应釜中分别依次补加入0.66wt％的甲苯和0.06wt％的过氧化 苯甲酰，维持保温3小时，然后降温至80℃左右过滤、出料，从而得到羟基丙 烯酸树脂。
测得所制备的合成羟基丙烯酸树脂黏度为3500mpa.s/25℃，所得涂膜表面 平整，采用划格试验法，按照GB/T 9286-1998《色漆和清漆涂膜的划格实验》 划格试验发进行测定，附着力为0级；采用铅笔硬度发测定，按照GB/T 6793-2006 《色漆和清漆铅笔发测定涂膜硬度》中手动法测定，铅笔硬度为3H；干燥速度 按照GB/T1728-1979《漆膜、腻子膜干燥时间测定方法》进行测定为表干13分 钟；其耐磨性(RCA)按照GB/T 1768-89《色漆和清漆、耐磨性的测定旋转橡 胶砂轮法》进行测定，结果为1.5公斤力100次以上；其固含按照GB/T1725-2007 《色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定》测得其固含为50.8％。
实施例2
(1)向反应釜中分别依次投入23.21wt％的甲苯和24.97wt％的醋酸丁酯， 然后通氮气，开始搅拌，搅拌的转速为70转/分钟，1小时左右升温至120℃， 然后维持保温；
(2)然后向高位槽中投入9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、33.48wt％的甲基丙 烯酸甲酯、2.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯、0.28wt％ 的丙烯酸和1.19wt％的过氧化苯甲酰，搅拌30分钟后停搅拌，3小时左右匀速 滴加上面混合物入反应釜中，滴加完毕后，维持保温2小时；
(3)然后向反应釜中分别依次补加入0.66wt％的甲苯和0.06wt％的过氧化 苯甲酰，维持恒定温度为120℃，并保温2小时；
(4)然后向反应釜中分别依次补加入0.66wt％的甲苯和0.06wt％的过氧化 苯甲酰，维持保温3小时，然后降温至80℃左右，然后过滤、出料，从而得到 羟基丙烯酸树脂。
测得所制备的羟基丙烯酸树脂黏度为3200mpa.s/25℃，所得涂膜表面平整， 采用划格试验法，按照GB/T 9286-1998《色漆和清漆涂膜的划格实验》划格试 验发进行测定，附着力为0级；采用铅笔硬度发测定，按照GB/T 6793-2006《色 漆和清漆铅笔发测定涂膜硬度》中手动法测定，铅笔硬度为2H；干燥速度按照 GB/T 1728-1979《漆膜、腻子膜干燥时间测定方法》进行测定为表干18分钟； 其耐磨性(RCA)按照GB/T 1768-89《色漆和清漆、耐磨性的测定旋转橡胶砂 轮法》进行测定，结果为1.5公斤力80次；其固含按照GB/T 1725-2007《色漆、 清漆和塑料不挥发物含量的测定》测得其固含为50.6％。
实施例3
(1)向反应釜中分别依次投入23.21wt％的甲苯和24.97wt％的醋酸丁酯， 然后通氮气，开始搅拌，搅拌的转速为70转/分钟，1小时左右升温至120℃， 然后维持保温；
(2)然后向高位槽中投入9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、35.48wt％的甲基丙 烯酸甲酯、0.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯、0.28wt％ 的丙烯酸和1.19wt％的过氧化苯甲酰，搅拌30分钟后停搅拌，3小时左右匀速 滴加上面混合物入反应釜中，滴加完毕后，维持保温2小时；
(3)然后向反应釜中分别依次补加入0.66wt％的甲苯和0.06wt％的过氧化 苯甲酰，维持恒定温度为120℃，并保温2小时；
(4)然后向反应釜中分别依次补加入0.66wt％的甲苯和0.06wt％的过氧化 苯甲酰，维持保温3小时，然后降温至80℃左右，然后过滤、出料，从而得到 羟基丙烯酸树脂。
测得所制备的羟基丙烯酸树脂黏度为3000mpa.s/25℃，所得涂膜表面平整， 采用划格试验法，按照GB/T 9286-1998《色漆和清漆涂膜的划格实验》划格试 验发进行测定，附着力为0级；采用铅笔硬度发测定，按照GB/T 6793-2006《色 漆和清漆铅笔发测定涂膜硬度》中手动法测定，铅笔硬度为1H；干燥速度按照 GB/T 1728-1979《漆膜、腻子膜干燥时间测定方法》进行测定为表干22分钟； 其耐磨性(RCA)按照GB/T 1768-89《色漆和清漆、耐磨性的测定旋转橡胶砂 轮法》进行测定，1.5公斤力60次；其固含按照GB/T 1725-2007《色漆、清漆 和塑料不挥发物含量的测定》测得其固含为50.4％。
根据以上三个具体的实施例的具体组分含量和制备步骤，分别将制备结果 与传统的市面上常规的羟基丙烯酸树脂作为对比例进行比较，得到对比数据如 下表格所示：
Figure BDA0002043944980000061
Figure BDA0002043944980000071
通过以上实施例1-3测试的结果与常规强基丙烯酸树脂进行对比，本发明 通过选用甲基丙烯酸异冰片酯提高了树脂的硬度；使用了丙烯酸带极性基团的 单体从而提高了附着力；配方体系中选用了均聚物玻璃化温度较高的羟基单体 甲基丙烯酸羟乙酯配合甲基丙烯酸甲酯使用，并且使用了较多甲基丙烯酸甲酯 配合少量甲基丙烯酸异冰片酯，从而综合提高了体系的玻璃化温度；测试结果 对比表明，本发明的表干时间均得到了良好的提升，更为显著的提高了合成树 脂的耐磨性能，能够更好的满足市场的需求，此外，本发明制备工艺简单，便 于操作。综上所述，本发明提供的技术方案具备良好的性价比，且配方技术新 颖，实用性能较强。
最后应说明的是，以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明 并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还 可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利 要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种高耐磨羟基丙烯酸树脂，其特征在于，原料按照重量百分比包括：23-25.4wt％的甲苯、23-26wt％的醋酸丁酯、8-10wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、30-36wt％的甲基丙烯酸甲酯、0.5-5.0wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、2.5-4.5wt％的甲基丙烯酸正丁酯、2.5-4.5wt％的丙烯酸、1.1-1.54wt％的过氧化苯甲酰。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨羟基丙烯酸树脂，其特征在于，所述高耐磨羟基丙烯酸树脂的成分含量为：24.53％的甲苯、24.97wt％的醋酸丁酯，9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、31.48wt％的甲基丙烯酸甲酯、4.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯、0.28wt％的丙烯酸、1.31wt％的过氧化苯甲酰。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨羟基丙烯酸树脂，其特征在于，所述高耐磨羟基丙烯酸树脂的成分含量为：24.53％的甲苯、24.97wt％的醋酸丁酯、9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、33.48wt％的甲基丙烯酸甲酯、2.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯、0.28wt％的丙烯酸、1.31wt％的过氧化苯甲酰。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨羟基丙烯酸树脂，其特征在于，所述高耐磨羟基丙烯酸树脂的成分含量为：24.53％的甲苯、24.97wt％的醋酸丁酯、9.3wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、35.48wt％的甲基丙烯酸甲酯、0.75wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、3.38wt％的甲基丙烯酸正丁酯、0.28wt％的丙烯酸和1.31wt％的过氧化苯甲酰。
5.如权利要求1所述的一种高耐磨羟基丙烯酸树脂，其特征在于，按照以下步骤制备：
(1)向反应釜中分别依次投入22-24wt％的甲苯和23-26wt％的醋酸丁酯，然后通氮气，开始搅拌，搅拌的转速为70转/分钟，1小时左右升温至120℃，然后维持保温；
(2)向高位槽中分别依次投入8-10wt％的甲基丙烯酸羟乙酯、30-36wt％的甲基丙烯酸甲酯、0.5-5.0wt％的甲基丙烯酸异冰片酯、2.5-4.5wt％的甲基丙烯酸正丁酯、2.5-4.5wt％的丙烯酸和1.0-1.4wt％的过氧化苯甲酰，搅拌30分钟后停搅拌，3小时左右匀速滴加上面混合物入反应釜中，滴加完毕，维持保温2小时；
(3)向反应釜中分别依次补加入的0.5-0.7wt％的甲苯和0.05-0.07wt％的过氧化苯甲酰，维持恒定温度为120℃，并保温2小时；
(4)向反应釜中分别依次补加入0.5-0.7wt％的甲苯和0.05-0.07wt％的过氧化苯甲酰，维持恒定温度为120℃，并保温3小时，然后降温至80℃左右过滤、出料即得到羟基丙烯酸树脂。
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