CN111333771A - 一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法 - Google Patents

一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，具体包括以下步骤：第一步、聚合反应：在反应釜中加入聚合溶剂，充氮气、搅拌升温至回流温度，将引发剂和丙烯酸酯类单体一起混合均匀后，向反应釜中滴加，在2‑6h内滴完，保持溶剂回流，滴完后补加剩余的引发剂，10‑60min内补加完毕，再保温回流反应0.5‑1.5h；第二步、丙烯酸酯的改性：回流反应结束后，保温，加入有机多元羧酸，加完后再保温回流反应2‑4.5h，然后减压脱去溶剂，放料冷却得到改性丙烯酸酯类流平剂。将有机多元羧酸以化学结合的方式引入到丙烯酸酯类流平剂中，经共聚得到改性丙烯酸酯类流平剂，将其应用于粉末涂料中，可以明显改善粉末涂料在玻璃、金属等底材上的附着力。

Description

一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法。
背景技术
在粉末涂料施工中，随着涂料的冷却成膜，涂膜表面张力升高，黏度增加，使得涂膜底层与表层在张力，黏度温度产生差异，这样涂料由底层向表层移动，而表层因为重力等因素下沉，这样形成对流，造成涂膜表面出现不规则的纹理，这就是橘皮现象。在粉末涂料的熔融流平过程中在局部地方形成了表面张力梯度产生，低表面张力的部分向高表面张力部分扩展，高表面张力部分向低表面张力部分收缩，二者相互作用，形成永久性缩孔。克服这种缺陷的有效方法就是添加流平剂，目前很多利用有机硅、有机氟单体进行改性的流平剂，如公开号CN101591486A，CN1571822A，US5047259所涉及的流平剂，这一类流平剂的表面张力低，可以短时间内迁移到图层表面形成单分子层，有效降低表面张力的梯度，增进流平。
丙烯酸酯类流平剂不仅可以促进涂膜的流动和流平，还不会影响涂膜的层间附着力，并且还有消泡的作用。但是现有的丙烯酸酯类流平剂相容性太差，不能均匀的分布在涂膜表面，会相互聚集在一起，容易产生缩孔状的缺陷。会使涂膜光泽下降，产生雾影等不良的副作用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，具体包括以下步骤：
第一步、聚合反应
在反应釜中加入聚合溶剂，充氮气、搅拌升温至回流温度，将重量为总重量90-99％的引发剂和丙烯酸酯类单体一起混合均匀后，向反应釜中滴加，在2-6h内滴完，滴加过程保持溶剂回流，滴完后补加剩余的1-10％重量份的引发剂，10-60min内补加完毕，再保温回流反应0.5-1.5h；
所述的丙烯酸酯类单体包括至少一种羟基丙烯酸酯单体和至少一种不含羟基且不与羟基反应的丙烯酸酯类单体，所述的羟基丙烯酸酯单体的质量份占所述的丙烯酸酯类单体总质量的10-50％，所述不含羟基且不与羟基反应的丙烯酸酯类单体的质量份占所述所有丙烯酸酯类单体总质量的50-90％；
第二步、丙烯酸酯的改性
回流反应结束后对得到的混合物保温，加入有机多元羧酸，加完后再保温回流反应2-4.5h，然后减压脱去溶剂，放料冷却得到改性丙烯酸酯类流平剂。
进一步，所述的有机多元羧酸中碳原子数≥6个；所述的有机多元羧酸中羧酸官能团的个数≥2个。
进一步，所述的有机多元羧酸为柠檬酸、己二酸、庚二酸、乙二胺四乙酸、均苯四甲酸中的一种；且所述的有机多元羧酸的质量份占混合物总量的5-9％。
进一步，所述的聚合溶剂为二甲苯、甲苯、丙二醇甲醚、醋酸丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯的任意一种，所述溶剂使用量为物料总重量的35％-75％。
进一步，所述引发剂选自二叔丁基过氧化物、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁基酯、偶氮二异丁氰、偶氮二异戊氰中的一种或者几种任意比例混合；所述的引发剂使用量为所有丙烯酸酯类单体总重量的0.5-2％；
进一步，所述的羟基丙烯酸酯单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的一种或多种。
进一步，所述不含羟基且不与羟基反应的丙烯酸酯类单体选自：丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯中的一种或多种。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，将有机多元羧酸以化学结合的方式引入到丙烯酸酯类流平剂中，经共聚得到改性丙烯酸酯类流平剂，改性后的丙烯酸酯类流平剂数均分子量为9000-11000之间，使其与涂料中其他组分具有良好的相容性，Tg为-20℃以下，依旧具有良好的流平性，同时低Tg聚合物的良好的熔融流动性和润湿分散性，应用于粉末涂料中，可以明显改善粉末涂料在玻璃、金属等底材上的附着力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
原料及用量如下表：
Figure BDA0002474079050000031
Figure BDA0002474079050000041
具体步骤如下：
(1)在带有回流冷凝管、温度计、搅拌器及滴液漏斗的四口烧瓶中，加入反应溶剂，启动搅拌器，充氮保护，升温至溶剂回流(约140-150℃)；
(2)回流温度下将所有丙烯酸酯类单体及引发剂滴加到烧瓶中4h滴完；
(3)将剩余引发剂(第二次用)补加到烧瓶中，15min滴完，然后保温回流反应1.5h；
(4)持续保持回流，将改性剂加入到烧瓶中，然后继续保温反应3h；
(5)减压蒸馏脱去溶剂，放料冷却得到改性丙烯酸酯类流平剂1，数均分子量为9500，Tg为-35℃。
实施例2
原料及用量如下表：
Figure BDA0002474079050000042
具体步骤如下：
(1)在带有回流冷凝管、温度计、搅拌器及滴液漏斗的四口烧瓶中，加入反应溶剂，启动搅拌器，充氮保护，升温至溶剂回流(约125-130℃)；
(2)回流温度下将所有丙烯酸酯类单体及引发剂滴加到烧瓶中5h滴完；
(3)将剩余引发剂(第二次用)补加到烧瓶中，10min滴完，然后保温回流反应1.5h；
(4)持续保持回流，将改性剂加入到烧瓶中，然后继续保温反应6h；
(5)减压蒸馏脱去溶剂，放料冷却得到改性丙烯酸酯类流平剂2，数均分子量为,9200，Tg为-28℃。
实施例3
原料及用量如下表：
Figure BDA0002474079050000051
具体步骤如下：
(1)在带有回流冷凝管、温度计、搅拌器及滴液漏斗的四口烧瓶中，加入反应溶剂，启动搅拌器，充氮保护，升温至溶剂回流(约115-120℃)；
(2)回流温度下将所有丙烯酸酯类单体及引发剂滴加到烧瓶中6h滴完；
(3)将剩余引发剂(第二次用)补加到烧瓶中，15min滴完，然后保温回流反应1h；
(4)持续保持回流，将改性剂加入到烧瓶中，然后继续保温反应6h；
(5)减压蒸馏脱去溶剂，放料冷却得到改性丙烯酸酯类流平剂3，数均分子量为10200，Tg为-40℃。
实施例4
按照下表配方比例一起投入到混料缸中，按照5分钟*3次进行预混合，然后在挤出机上挤出、压片，挤出温度一区100℃，二区110℃，再将片料破碎进行细粉碎，将粗粉通过旋分筛过200目筛得到各配方粉末涂料，将涂料配方1-4的粉末涂料用静电喷涂的方法分别喷涂在不锈钢板上，在200℃烘烤10分钟，最后得到干膜厚为90um，分别对各个配方进行涂膜的性能测试；
粉末涂料配方
Figure BDA0002474079050000061
注：聚酯树脂：SJ4ET，安徽神剑新材料股份有限公司产品；TGIC：黄山华惠科技有限公司产品；PV88：通用型粉末涂料流平剂，德国Worlee公司产品；
实施例5
涂膜的性能测试方法和评价标准如下：
涂膜的流平性评价标准根据美国PCI的流平效果评级标准板进行流平评级，1为差，10为优异；
涂膜的光泽度测试参照国家标准GB/T9754；
涂膜的耐冲击强度参照国家标准GB/T1732；
涂膜的铅笔硬度参照国家标准GB/T6739；
涂膜的附着力参照国家标准GB/T9286；
具体涂膜性能如下表：
Figure BDA0002474079050000062
Figure BDA0002474079050000071
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
第一步、聚合反应
在反应釜中加入聚合溶剂，充氮气、搅拌升温至回流温度，将重量为总重量90-99％的引发剂和丙烯酸酯类单体一起混合均匀后，向反应釜中滴加，在2-6h内滴完，滴加过程保持溶剂回流，滴完后补加剩余的1-10％重量份的引发剂，10-60min内补加完毕，再保温回流反应0.5-1.5h；
所述的丙烯酸酯类单体包括至少一种羟基丙烯酸酯单体和至少一种不含羟基且不与羟基反应的丙烯酸酯类单体，所述的羟基丙烯酸酯单体的质量份占所述的丙烯酸酯类单体总质量的10-50％，所述不含羟基且不与羟基反应的丙烯酸酯类单体的质量份占所述所有丙烯酸酯类单体总质量的50-90％；
第二步、丙烯酸酯的改性
回流反应结束后对得到的混合物保温，加入有机多元羧酸，加完后再保温回流反应2-4.5h，然后减压脱去溶剂，放料冷却得到改性丙烯酸酯类流平剂。
2.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，其特征在于：所述的有机多元羧酸中碳原子数≥6个；所述的有机多元羧酸中羧酸官能团的个数≥2个。
3.根据权利要求2所述的一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，其特征在于：所述的有机多元羧酸为柠檬酸、己二酸、庚二酸、乙二胺四乙酸、均苯四甲酸中的一种；且所述的有机多元羧酸的质量份占混合物总量的5-9％。
4.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，其特征在于：所述的聚合溶剂为二甲苯、甲苯、丙二醇甲醚、醋酸丁酯或丙二醇甲醚醋酸酯的任意一种，所述溶剂使用量为物料总重量的35％-75％。
5.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂选自二叔丁基过氧化物、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁基酯、偶氮二异丁氰、偶氮二异戊氰中的一种或者几种任意比例混合；所述的引发剂使用量为所有丙烯酸酯类单体总重量的0.5-2％。
6.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，其特征在于：所述的羟基丙烯酸酯单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸-β-羟乙酯、甲基丙烯酸-β-羟丙酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种粉末涂料用改性丙烯酸酯类流平剂的制备方法，其特征在于：所述不含羟基且不与羟基反应的丙烯酸酯类单体选自：丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯中的一种或多种。
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