CN115340798A - 一种高固体分丙烯酸树脂涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高固体分丙烯酸树脂涂料。该高固体分丙烯酸树脂涂料包括如下质量分数的原料:55~80%改性丙烯酸树脂、5~15%改性助剂、3~8%固化剂、2~10%填料、余量为水。本发明还提供了其制备方法。与现有技术相比,本发明制备的高固体分丙烯酸树脂涂料具有涂料涂层耐水性好,硬度高,附着力好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及一种高固体分丙烯酸树脂涂料。
背景技术
高固体分涂料是在传统溶剂型涂料基础上演变而来的,高固体分涂料的优点在于既可大幅减少VOC的排放,又可在施工时沿用现有设备从而减少投资。常见的高固体分涂料按其主要成膜物质可划分为:高固体分丙烯酸涂料、高固体分聚氨酯涂料、高固体分醇酸树脂涂料和高固体分环氧涂料。丙烯酸树脂(ACR)是一种由丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯通过自由基聚合反应生成的高分子聚合物,具有优异的耐油性、稳定性、抗紫外线等特性,使其在胶粘剂、涂料及抗冲改性剂等领域获得广泛的应用,可见高固体分丙烯酸涂料具有较好的前景。
公开号为CN111777898A的发明专利公开了一种高固体份丙烯酸树脂的制备方法及其涂料,将丙二醇甲醚和乙酸乙酯加入到反应釜中,升温至回流状态;再将苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基苯乙烯二聚物、过氧化苯甲酰搅拌混合后滴加至反应釜中,在滴加的过程中,在滴加完成后进行保温;保温后,向反应釜中补充乙二醇丁醚和过氧化二苯甲酰,再进行保温;反应结束后,最后过滤包装,制得丙烯酸树脂;再将该丙烯酸树脂与改性二氧化硅、改性氧化石墨烯、二氧化硅包覆的氧化石墨烯、改性金属氧化物、固化剂混合得到涂料。制备得到的涂料具有优异的防腐蚀性和附着力,但是得到的涂料涂层耐水性不佳。
公开号为CN114085332A的发明专利公开了一种高固体分羟基丙烯酸树脂及其制备方法与应用,通过滴加不含羧基的丙烯酸酯的混合单体A,进行合成;再加入星形状的支化聚酯树脂;滴加含羧基丙烯酸酯的混合单体B,得到高固体分羟基丙烯酸树脂;将得到的高固体分羟基丙烯酸树脂作为涂料的基料,与多异氰酸酯进行固化交联,制备得到高固体分双组份聚氨酯涂料,该涂料具有优异的耐候性、耐腐蚀性,同时还具有良好的耐化学药品性和优良的机械性能。但是存在硬度不高,附着力不佳的问题。
发明内容
有鉴于现有技术中涂料存在的耐水性不佳、硬度不高、附着力不佳等问题,本发明所要解决的技术问题是提供一种涂层硬度高,耐水性好,附着性好的涂料。
为实现上述目的,本发明提供了一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于,该高固体分丙烯酸树脂涂料包含以下质量百分比原料:55~80%改性丙烯酸树脂、5~15%改性助剂、3~8%固化剂、2~10%填料、余量为水。
所述高固体分丙烯酸树脂涂料制备方法如下:
将改性丙烯酸树脂、改性助剂、填料、水混合,以300~500转/分钟搅拌10~30分钟,再加入固化剂,以400~600转/分钟搅拌2~6分钟,得到高固体分丙烯酸树脂涂料。
优选的,所述改性丙烯酸树脂制备方法如下,以重量份计:
将30~100份丙烯酸丁酯、10~48份苯乙烯、2~12份丙烯酸、2~12份丙烯酸羟乙酯、10~60份甲基丙烯酸甲酯、0.5~3份β-巯基乙醇、2~5份二叔戊基过氧化物混合,得到混合单体;再将15~34份叔碳酸缩水甘油酯、20~40份二甲苯混合,在氮气气氛以300~500转/分钟搅拌状态下,加热冷凝回流20~45分钟,在2~3小时滴加完混合单体,在氮气气氛、以300~500转/分钟搅拌状态下,加热冷凝回流1~3小时,加入10~40份硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚和2~20份改性二氧化硅,滴加8.5~18份二甲苯、5~6份二叔戊基过氧化物,继续在氮气气氛以300~500转/分钟搅拌状态下加热冷凝回流0.5~1.5小时,冷却至20~30℃,得到改性丙烯酸树脂。
优选的,所述加热冷凝回流温度均为130~150℃。
优选的,所述硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚制备方法如下,以重量份计:
将80~110份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、2~6.5份四丁基溴化铵加入到N,N-二甲基甲酰胺中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,再加入25~35份浓度为70~90wt%的硅烷偶联剂KH570水溶液,在氮气气氛下、80~95℃以300~500转/分钟搅拌2~6小时,加入四氢呋喃,以300~500转/分钟搅拌20~50分钟,在-5~-20℃冷乙醚中沉淀,沉淀时间为1~4小时,收集沉淀,用75~90℃水清洗2~4次,收集沉淀,38~55℃真空干燥8~16小时,得到硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚。
优选的,所述三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与N,N-二甲基甲酰胺质量体积比为0.5~1:1.2g/mL。
优选的,所述三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与四氢呋喃质量体积比为0.5~1:0.8~1.1g/mL。
优选的,所述改性二氧化硅制备方法如下,以重量份计:
将5~15份二氧化硅在55~65℃以200~400转/分钟搅拌状态下加入2~10份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷,调整转速为400~600转/分钟搅拌30~60分钟,再调整转速为200~400转/分钟搅拌10~16小时,用无水乙醇透析2~4次,每次透析4~7小时,将透析截留物在50~79℃真空干燥6~10小时,得到改性二氧化硅。
优选的,所述透析的透析袋截留分子量为1000~3000。
优选的,所述改性助剂制备方法如下,以重量份计:
步骤1、将15~40份马来酸酐、15~40份乙烯丙烯共聚物,0.5~1.5份偶氮二异丁腈加入1,4-二氧六环中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,通过冻融法脱气,在氩气气氛密封条件下,在55~65℃反应2.5~4小时,接着以25~35mL/min的滴速滴到甲醇中,以200~400转/分钟搅拌2~8分钟,静置25~40分钟,过滤,收集沉淀,加入到四氢呋喃中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,再倒入甲醇中,以200~400转/分钟搅拌2~8分钟,静置20~45分钟,过滤,收集固体,38~50℃真空干燥23~28小时,得到改性乙烯丙烯共聚物;
步骤2、将20~40份步骤1制备的改性乙烯丙烯共聚物加入到135~268份丙酮中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,得到混合溶液A,将10~30份高岭土浸入浓度为60~70vt%乙醇水溶液中浸泡22~26小时,过滤,收集固体,85~110℃真空干燥5~10小时,加入到混合溶液A中,以300~500转/分钟搅拌10~14小时,在75~85℃用丙酮洗涤2~4次,85~110℃真空干燥2~5小时,得到改性助剂。
优选的,所述滤纸孔径均为0.22~0.8微米。
优选的,所述乙烯丙烯共聚物与1,4-二氧六环的质量体积比为1:50~70g/mL。
优选的,所述乙烯丙烯共聚物与四氢呋喃质量体积比为1:5~10g/mL。
优选的,所述乙烯丙烯共聚物与甲醇的质量体积比均为1:10~30g/mL。
优选的,所述固化剂为水性异氰酸酯固化剂。
优选的,所述填料为二氧化钛。
硅烷偶联剂KH570在水溶液中甲基水解为羟基,三羟甲基丙烷三缩水甘油醚在四丁基溴化铵中开环,再与水解后的硅烷偶联剂KH570发生质子转移聚合,接入硅烷偶联剂KH570,形成大量Si-O键,得到具有发散结构的硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚,可提高树脂涂料的硬度和疏水性;在丙烯酸树脂的合成过程中加入硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚,使丙烯酸树脂穿插在硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚中,使丙烯酸树脂的热稳定性提高,同时提高了涂层的交联密度,增强层的抗冲击强度和耐水性。在丙烯酸树脂的合成过程中加入改性二氧化硅,改性二氧化硅中的羟基与丙烯酸树脂中的羟基、硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的羟基发生缩聚生成Si-O键,改性二氧化硅上的氨基与丙烯酸树脂中的羧基缩合,使改性二氧化硅作为分子桥连接丙烯酸树脂与硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚,进一步提高改性丙烯酸树脂的交联密度,增强涂料涂层的硬度、抗冲击性和耐水性。
改性助剂通过马来酸酐改性乙烯丙烯共聚物,再对高岭土进行改性,高岭土的表面羟基对酸酐的羰基的亲核攻击促进了改性乙烯丙烯共聚物的马来酸酐的开环,使与高岭土表面共价接枝形成酯键,提高与改性丙烯酸树脂的相容性,增强涂料的耐水性,同时在改性乙烯丙烯共聚物链上形成羧酸基团,与高岭土表面基团形成共价键,在于改性丙烯酸树脂复配时,增强涂料涂层的硬度。
由于采用了以上技术方案,与现有技术相比,本发明具有以下优点:1)三羟甲基丙烷三缩水甘油醚在四丁基溴化铵中开环,再与水解后的硅烷偶联剂KH570发生质子转移聚合,得到具有发散结构的硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚,再在丙烯酸树脂的合成过程中加入硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚,提高了树脂涂料涂层的硬度、疏水性、热稳定性、抗冲击强度和耐水性;2)在丙烯酸树脂的合成过程中加入改性二氧化硅,改性二氧化硅中的羟基与丙烯酸树脂中的羟基、硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的羟基发生缩聚生成Si-O键,改性二氧化硅上的氨基与丙烯酸树脂中的羧基缩合,提高了改性丙烯酸树脂的交联密度,增强涂料涂层的硬度、抗冲击性和耐水性;3)改性助剂通过马来酸酐改性乙烯丙烯共聚物,再对高岭土进行改性,提高了与改性丙烯酸树脂的相容性,增强涂料的耐水性和涂料涂层的硬度。
具体实施方式
实施例与对比例部分原料来源:
水性异氰酸酯固化剂:重庆敬益新材料有限公司,型号:BayhydurXP2655,货号:AL626015419265。
叔碳酸缩水甘油酯:佛山今佳新材料科技有限公司,型号:E10P。
乙烯丙烯共聚物:广东翁江化学试剂有限公司,CAS号:9010-79-1,货号:PA95394。
高岭土:广东永丰化工有限公司,目数:1250目,货号:012。
二氧化钛:江苏天行新材料有限公司,型号:TTP-A12,粒径:10纳米。
实施例1
一种高固体分丙烯酸树脂涂料,包含以下原料:15kg改性丙烯酸树脂、2.5kg改性助剂、1.25kg水性异氰酸酯固化剂、1kg二氧化钛、5.25kg水。
所述高固体分丙烯酸树脂涂料制备方法如下:将改性丙烯酸树脂、改性助剂、二氧化钛、水按比例混合,以400转/分钟搅拌20分钟,再加入水性异氰酸酯固化剂,以500转/分钟搅拌4分钟,得到高固体分丙烯酸树脂涂料。
所述改性丙烯酸树脂制备方法如下:
将60g丙烯酸丁酯、24g苯乙烯、6g丙烯酸、6g丙烯酸羟乙酯、30g甲基丙烯酸甲酯、2gβ-巯基乙醇、4g二叔戊基过氧化物混合,得到混合单体;再将18.75g叔碳酸缩水甘油酯、27g二甲苯混合,在氮气气氛以400转/分钟搅拌状态下,140℃加热冷凝回流30分钟,在2.5小时内滴加完混合单体,在氮气气氛、以400转/分钟搅拌加热冷凝回流2小时,加热温度为140℃,加入25g硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚和12g改性二氧化硅,滴加11g二甲苯、6.25g二叔戊基过氧化物,继续在氮气气氛以400转/分钟搅拌状态下140℃加热冷凝回流1小时,冷却至25℃,得到改性丙烯酸树脂。
所述硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚制备方法如下:
将90.71g三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、4.83g四丁基溴化铵加入到100mLN,N-二甲基甲酰胺中,以400转/分钟搅拌30分钟,再加入30g浓度为80wt%的硅烷偶联剂KH570水溶液,在氮气气氛下、90℃以400转/分钟搅拌4小时,加入100mL四氢呋喃,以400转/分钟搅拌30分钟,在-10℃冷乙醚中沉淀,沉淀时间为2小时,收集沉淀,用80℃水清洗3次,40℃真空干燥12小时,得到硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚;
所述改性二氧化硅制备方法如下:
将10g二氧化硅在60℃以300转/分钟搅拌状态下加入6g二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷,调整转速为500转/分钟搅拌45分钟,再调整转速为300转/分钟搅拌14小时,用无水乙醇透析3次,透析袋截留分子量为2000,每次透析6小时,将透析截留物在60℃真空干燥8小时,得到改性二氧化硅。
所述改性助剂制备方法如下:
步骤1、将30g马来酸酐、30g乙烯丙烯共聚物、1g偶氮二异丁腈加入1840mL 1,4-二氧六环中,以400转/分钟搅拌30分钟,通过冻融法脱气,在氩气气氛密封条件下,在60℃反应3小时,接着以30mL/min的滴速滴到600mL甲醇中,以300转/分钟搅拌5分钟,静置30分钟,0.45微米滤膜过滤,收集沉淀,加入到200mL四氢呋喃中,以400转/分钟搅拌30分钟,再倒入600mL甲醇中,以300转/分钟搅拌5分钟,静置30分钟,0.45微米滤膜过滤,收集固体,40℃真空干燥24小时,得到改性乙烯丙烯共聚物;
步骤2、将30g步骤1制备的改性乙烯丙烯共聚物加入到170g丙酮中,以400转/分钟搅拌30分钟,得到混合溶液A,将20g高岭土浸入浓度为65vt%乙醇水溶液中浸泡24小时,0.45微米滤膜过滤过滤,收集固体,100℃真空干燥8小时,加入到混合溶液A中,以400转/分钟搅拌12小时,在80℃用丙酮洗涤3次,100℃真空干燥3小时,得到改性助剂。
对比例1
一种高固体分丙烯酸树脂涂料,所述高固体分丙烯酸树脂涂料包含重量份原料及所述高固体分丙烯酸树脂涂料制备方法与实施例1相同,唯一区别在于改性丙烯酸树脂与实施例1不同。所述改性二氧化硅的制备方法与实施例1相同。
所述改性丙烯酸树脂制备方法如下:
将60g丙烯酸丁酯、24g苯乙烯、6g丙烯酸、6g丙烯酸羟乙酯、30g甲基丙烯酸甲酯、2gβ-巯基乙醇、4g二叔戊基过氧化物混合,得到混合单体;再将18.75g叔碳酸缩水甘油酯、27g二甲苯混合,在氮气气氛以400转/分钟搅拌状态下,140℃加热冷凝回流30分钟,在2.5小时内滴加完混合单体,在氮气气氛、以400转/分钟搅拌加热冷凝回流2小时,加热温度为140℃,加入12g改性二氧化硅,滴加11g二甲苯、6.25g二叔戊基过氧化物,继续在氮气气氛以400转/分钟搅拌状态下140℃加热冷凝回流1小时,冷却至25℃,得到改性丙烯酸树脂。
对比例2
一种高固体分丙烯酸树脂涂料,所述高固体分丙烯酸树脂涂料包含重量份原料及所述高固体分丙烯酸树脂涂料制备方法与实施例1相同,唯一区别在于改性丙烯酸树脂与实施例1不同。所述改性硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚的制备方法与实施例1相同。
所述改性丙烯酸树脂制备方法如下:
将60g丙烯酸丁酯、24g苯乙烯、6g丙烯酸、6g丙烯酸羟乙酯、30g甲基丙烯酸甲酯、2gβ-巯基乙醇、4g二叔戊基过氧化物混合,得到混合单体;再将18.75g叔碳酸缩水甘油酯、27g二甲苯混合,在氮气气氛以400转/分钟搅拌状态下,140℃加热冷凝回流30分钟,在2.5小时内滴加完混合单体,在氮气气氛、以400转/分钟搅拌加热冷凝回流2小时,加热温度为140℃,加入25g硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚,滴加11g二甲苯、6.25g二叔戊基过氧化物,继续在氮气气氛以400转/分钟搅拌状态下140℃加热冷凝回流1小时,冷却至25℃,得到改性丙烯酸树脂。
对比例3
一种高固体分丙烯酸树脂涂料,所述高固体分丙烯酸树脂涂料的制备方法与实施例1基本相同,唯一区别在于将改性助剂直接替换为乙烯丙烯共聚物。所述改性丙烯酸树脂制备方法与实施例1相同。
所述高固体分丙烯酸树脂涂料制备方法如下:
将15kg改性丙烯酸树脂、2.5kg乙烯丙烯共聚物、1kg二氧化钛、5.25kg水按比例混合,以400转/分钟搅拌20分钟,再加入1.25kg水性异氰酸酯固化剂,以500转/分钟搅拌4分钟,得到高固体分丙烯酸树脂涂料。
测试例1
涂层的硬度测试:
将规格为50mm×50mm×0.25mm的马口铁板用无水乙醇溶液浸泡10分钟并用水无水乙醇洗涤2次,让马口铁板表面的无水乙醇挥发,用干净的亚麻布轻轻擦拭;再将本发明制备的涂料涂在马口铁板上,通过自干漆的制板方法制备涂层,控制涂层厚度为60微米,在23℃、相对湿度50的恒温恒湿条件下放置7天,得到涂层试样,利用中华人民共和国国家标准GB/T6739-2006《色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度》测试本发明制备的涂料涂层的硬度;将铅笔一端削去5.6mm的木头,垂直握住铅笔,与砂纸保持90°在砂纸上前后移动铅笔,把铅笔芯尖端磨平,持续移动铅笔直至获得一个平整光滑的圆形横截面,且边缘没有碎屑和缺口;将涂层试样放在水平稳固表面,将铅笔插入试验仪器中并用夹子固定,仪器保持水平,铅笔的尖端放在涂层表面,当铅笔的尖端刚接触到涂层后立即推动试板,以0.8mm/s的速度朝离开操作者的方向推动至少7mm的距离;30秒后用软布擦拭涂层表面,裸视检查涂层表面,看是否出现塑性变形(涂层表面永久的压痕,但没有内聚破坏)、内聚破坏(涂层表面存在可见的擦伤或刮破);如果未出现划痕,更换较高硬度的铅笔在未进行区域重复试验,直至出现至少3mm长的划痕,如果已经出现超过3mm的划痕,则降低铅笔硬度在未进行区域重复试验,直至超过3mm的划痕不再出现为止;确定出现了塑性变形、内聚破坏,则以没有使涂层出现3mm及以上划痕的最硬的铅笔的硬度表示涂层的铅笔硬度,平行测定两次,如果两次测定结果不一样,重新试验,结果见表1。
测试例2
涂层附着力测试:
将规格为100mm×100mm×0.4mm的马口铁板用无水乙醇溶液浸泡10分钟并用水无水乙醇洗涤2次,让马口铁板表面的无水乙醇挥发,用干净的亚麻布轻轻擦拭;再将本发明制备的涂料涂在马口铁板上,通过自干漆的制板方法制备涂层,控制涂层厚度为60微米,在23℃、相对湿度50%的恒温恒湿条件下放置7天,得到涂层试样,利用中华人民共和国国家标准GB/T9286-2021《色漆和清漆划格试验》测试本发明制备的涂料涂层的附着力,在涂层试样表面选出3个区域,每个区域进行网格切割,切割方式为手动法单刃切割,每个方向切割道数为6道,相同方向的切割线平行且间距相同且为2mm,不同方向的切割呈现90°角相交,以形成网格图形,裸视检查涂层表面切割区域,对试验结果进行评级(0级:切割边缘完全光滑,网格内无脱落;1级:在切口交叉处有少许涂层脱落,但受影响的交叉切割面积不大于5%;2级:在切口交叉处和/或沿切口边缘有涂层脱落,受影响的交叉切割面积大于5%,但不大于15%;3级:涂层沿切割边缘部分或全部以大碎片脱落,和/或在格子不同部位上部分或全部脱落,受影响的交叉切割面积大于15%,但不大于35%;4级:涂层沿切割边缘大碎片脱落,和/或一些方格部分或全部脱落,受影响的交叉切割面积大于35%,但不大于65%;5级:涂层脱落程度超过4级),在裸视检查过程中适当转动试样,结果见表1。
测试例3
涂层耐水性测试:
参考中华人民共和国国家标准GB/T1733-1993《漆膜耐水性测定法》测试本发明制备的涂料涂层的耐水性,选用规格为120mm×25mm×0.25mm的马口铁板作为涂层底板,使用刷涂法将本发明制备的涂料涂在底板上制备涂层,控制涂层厚度为60微米,在23℃、相对湿度50%的恒温恒湿条件下放置7天,得到涂层,再用质量比为1:1的石蜡和松香混合物对涂层进行封边,封边宽度为2.5mm,得到涂层试样;在玻璃水槽中加入去离子水,调节水温为23℃,将涂层试样放入去离子水中,使每块涂层试样长度的2/3浸泡在去离子水中,浸泡10天,将涂层试样取出,用滤纸吸干表面水分,裸视检查涂层试样,观察是否有失光、变色、起泡、起皱、脱落、生锈的现象,做三个平行,结果取占比多的现象,见表1。
表1测试结果
(备注:铅笔硬度等级中,H表示硬,B表示软,硬度H1~H6,数字越大硬度越大,软度B1~B6,数字越大,软度越大)
通过实施例1与对比例1~3的对比可以发现,实施例1的涂层在硬度、附着力和耐水性上均优于对比例1~4,可能是硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚的加入,使丙烯酸树脂合成时穿插在硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚中,提高了涂层的交联密度,增强了涂层的耐水性;在丙烯酸树脂的合成过程中加入改性二氧化硅,改性二氧化硅中的羟基与丙烯酸树脂中的羟基、硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚中的羟基发生缩聚生成Si-O键,改性二氧化硅上的氨基与丙烯酸树脂中的羧基缩合,使改性二氧化硅作为分子桥连接丙烯酸树脂与硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚,进一步提高改性丙烯酸树脂的交联密度,增强涂料涂层的硬度和耐水性;改性助剂的加入提高了与改性丙烯酸树脂的相容性,增强涂料的耐水性,同时了增强涂料涂层的硬度。
Claims (8)
1.一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于,包含以下质量分数的原料:55~80%改性丙烯酸树脂、5~15%改性助剂、3~8%固化剂、2~10%填料、余量为水。
2.如权利要求1所述的一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于,通过如下方法制备:将改性丙烯酸树脂、改性助剂、填料、水混合,以300~500转/分钟搅拌10~30分钟,再加入固化剂,以400~600转/分钟搅拌2~6分钟,得到高固体分丙烯酸树脂涂料。
3.如权利要求1或2所述的一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于,所述改性丙烯酸树脂制备方法如下,以重量份计:将30~100份丙烯酸丁酯、10~48份苯乙烯、2~12份丙烯酸、2~12份丙烯酸羟乙酯、10~60份甲基丙烯酸甲酯、0.5~3份β-巯基乙醇、2~5份二叔戊基过氧化物混合,得到混合单体;再将15~34份叔碳酸缩水甘油酯、20~40份二甲苯混合,在氮气气氛搅拌状态下,加热冷凝回流20~45分钟,在2~3小时滴加完混合单体,在氮气气氛搅拌状态下,加热冷凝回流1~3小时,加入10~40份硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚和2~20份改性二氧化硅,滴加8.5~18份二甲苯、5~6份二叔戊基过氧化物,继续在氮气气氛搅拌状态下加热冷凝回流0.5~1.5小时,冷却至20~30℃,得到改性丙烯酸树脂。
4.如权利要求3所述的一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于,所述硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚制备方法如下,以重量份计:将80~110份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、2~6.5份四丁基溴化铵加入到N,N-二甲基甲酰胺中,搅拌20~45分钟,再加入25~35份浓度为70~90wt%的硅烷偶联剂KH570水溶液,在氮气气氛下、80~95℃搅拌2~6小时,加入四氢呋喃,搅拌20~50分钟,在-5~-20℃冷乙醚中沉淀,沉淀时间为1~4小时,收集沉淀,用75~90℃水清洗2~4次,38~55℃真空干燥8~16小时,得到硅烷偶联三羟甲基丙烷缩水甘油醚。
5.如权利要求4所述的一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于:所述三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与N,N-二甲基甲酰胺质量体积比为0.5~1:1.2g/mL;所述三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与四氢呋喃质量体积比为0.5~1:0.8~1.1g/mL。
6.如权利要求3所述的一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于,所述改性二氧化硅制备方法如下,以重量份计:将5~15份二氧化硅在55~65℃以200~400转/分钟搅拌状态下加入2~10份二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷,调整转速为400~600转/分钟搅拌30~60分钟,再调整转速为200~400转/分钟搅拌10~16小时,用无水乙醇透析2~4次,每次透析4~7小时,将透析截留物在50~79℃真空干燥6~10小时,得到改性二氧化硅。
7.如权利要求1或2所述的一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于,所述改性助剂制备方法如下,以重量份计:
步骤1、将15~40份马来酸酐、15~40份乙烯丙烯共聚物,0.5~1.5份偶氮二异丁腈加入1,4-二氧六环中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,通过冻融法脱气,在氩气气氛密封条件下,在55~65℃反应2.5~4小时,接着以25~35mL/min的滴速滴到甲醇中,以200~400转/分钟搅拌2~8分钟,静置25~40分钟,过滤,收集沉淀,加入到四氢呋喃中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,再倒入甲醇中,以200~400转/分钟搅拌2~8分钟,静置20~45分钟,过滤,收集固体,38~50℃真空干燥23~28小时,得到改性乙烯丙烯共聚物;
步骤2、将20~40份步骤1制备的改性乙烯丙烯共聚物加入到135~268份丙酮中,以300~500转/分钟搅拌20~45分钟,得到混合溶液A,将10~30份高岭土浸入浓度为60~70vt%乙醇水溶液中浸泡22~26小时,过滤,收集固体,85~110℃真空干燥5~10小时,加入到混合溶液A中,以300~500转/分钟搅拌10~14小时,在75~85℃用丙酮洗涤2~4次,85~110℃真空干燥2~5小时,得到改性助剂。
8.如权利要求7所述的一种高固体分丙烯酸树脂涂料,其特征在于:所述乙烯丙烯共聚物与1,4-二氧六环的质量体积比为1:50~70g/mL;所述乙烯丙烯共聚物与四氢呋喃质量体积比为1:5~10g/mL;所述乙烯丙烯共聚物与甲醇的质量体积比均为1:10~30g/mL。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11302592A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-11-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 塗料組成物及びハイソリッド塗料 |
CN101481581A (zh) * | 2009-01-20 | 2009-07-15 | 太原理工大学 | 一种纳米改性有机硅丙烯酸聚氨酯涂料及制备方法 |
CN103772597A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-05-07 | 浙江环达漆业集团有限公司 | 一种有机硅改性羟基丙烯酸树脂水分散体的制备方法 |
WO2018157747A1 (zh) * | 2017-03-01 | 2018-09-07 | 无锡阿科力科技股份有限公司 | 一种高固体分丙烯酸树脂的制备方法 |
CN109762454A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-17 | 中南大学 | 一种汽车清漆用硅改性双组份水性聚氨酯复合涂料的制备方法 |
CN109796837A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 广州特种承压设备检测研究院 | 改性丙烯酸树脂水性涂料及其制备方法和制品 |
CN110330657A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-10-15 | 武汉仕全兴新材料科技股份有限公司 | 水性含硅环氧改性丙烯酸树脂及含该树脂的水性氨基涂料 |
US20200040213A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-06 | Institute of Applied Chemistry, Jiangxi Academy of Sceinces | Method of preparing high-performance water-soluble acrylic resin with high solid content and low viscosity |
CN111777898A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-16 | 黄山市科美新材料有限公司 | 一种高固体份丙烯酸树脂的制备方法及其涂料 |
-
2022
- 2022-09-15 CN CN202211122639.8A patent/CN115340798A/zh active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11302592A (ja) * | 1998-04-16 | 1999-11-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 塗料組成物及びハイソリッド塗料 |
CN101481581A (zh) * | 2009-01-20 | 2009-07-15 | 太原理工大学 | 一种纳米改性有机硅丙烯酸聚氨酯涂料及制备方法 |
CN103772597A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-05-07 | 浙江环达漆业集团有限公司 | 一种有机硅改性羟基丙烯酸树脂水分散体的制备方法 |
WO2018157747A1 (zh) * | 2017-03-01 | 2018-09-07 | 无锡阿科力科技股份有限公司 | 一种高固体分丙烯酸树脂的制备方法 |
US20200040213A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-06 | Institute of Applied Chemistry, Jiangxi Academy of Sceinces | Method of preparing high-performance water-soluble acrylic resin with high solid content and low viscosity |
CN109762454A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-17 | 中南大学 | 一种汽车清漆用硅改性双组份水性聚氨酯复合涂料的制备方法 |
CN109796837A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 广州特种承压设备检测研究院 | 改性丙烯酸树脂水性涂料及其制备方法和制品 |
CN110330657A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-10-15 | 武汉仕全兴新材料科技股份有限公司 | 水性含硅环氧改性丙烯酸树脂及含该树脂的水性氨基涂料 |
CN111777898A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-16 | 黄山市科美新材料有限公司 | 一种高固体份丙烯酸树脂的制备方法及其涂料 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘显勇等: "聚合物/高岭土纳米复合材料的研究进展", 《 高分子材料科学与工程》 * |
孙兰波: "叔碳酸乙烯酯和叔碳酸缩水甘油酯在水性工业涂料中的应用", 《现代涂料与涂装》 * |
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