CN1228442A

CN1228442A - 高固体份、低粘度丙烯酸树脂及其制备方法

Info

Publication number: CN1228442A
Application number: CN 99112054
Authority: CN
Inventors: 陈新建; 穆合山; 李艳华
Original assignee: DONGMING PETROCHEMICAL GROUP SYNTHETIC RESIN FACTORY SHANDONG PROV
Current assignee: DONGMING PETROCHEMICAL GROUP SYNTHETIC RESIN FACTORY SHANDONG PROV
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 1999-09-15

Abstract

一种高固体份、低粘度丙烯酸树脂,是由新癸酸缩水甘油酯、乙烯基单体、链转移剂的混合物,在溶剂的存在下,通过加入自由基的引发剂聚合制成的,从而使制得的丙烯酸树脂具有较高的固体份和较低的粘度,从而可以制得高固体份的漆和涂料。还提供了一种丙烯酸树脂的制备方法。

Description

高固体份、低粘度丙烯酸树脂及其制备方法

本发明属于高分子聚合树脂，特别是涉及高固体份丙烯酸树脂及其制备。

现在市场的丙烯酸树脂因其脂色浅、耐候性及保光保色性好等优点，已被广泛应用于涂料领域。但由于丙烯酸树脂的分子量大、粘度高，当固含量高时其粘度必然高，因此一般情况下用固含量高的丙烯酸树脂配制得到的涂料在施工中粘度就大，使施工的工作量增加。在常规情况下，由于树脂的固体含量低，使配制的涂料的挥发量大、对环境的污染较为严重，而其涂膜的丰满度、光泽等外观质量较差，又限制了其应有领域。

本发明的目的就是为克服上述缺点，提供的一种高固体份、低粘度的丙烯酸树脂。用该丙烯酸树脂可制备高固体份涂料和漆。

本发明的另一个目的就是提供一种该丙烯酸树脂的制备方法。

本发明的目的是采用以下技术方案实现的：在丙烯酸树脂单体中加入新癸酸缩水甘油酯，在反应器中聚合生成共聚物树脂，从而使制得的丙烯酸树脂具有较高的固体份和较低的粘度，从而可以制得高固体份的漆和涂料。

本发明的特点在于在合成丙烯酸树脂时向乙烯基单体中加入新癸酸缩水甘油酯，其用量应占单体总量的5-50％，当其总量低于5％时，制备的树脂粘度高，达不到高固体分份的目的；高于50％，所得涂膜的综合物理性能变差。

本发明树脂的共聚乙烯基单体包括(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羟烷基酯、不饱和羧酸及其他乙烯基单体。

本发明的树脂是由新癸酸缩水甘油酯5-50％、(甲基)丙烯酸烷基酯15-80％、(甲基)丙烯酸羟烷基酯10-30％、不饱和羧酸1-10％、及其他乙烯基单体0-50％、链转移剂0-3％的混合物，在溶剂的存在下，通过加入自由基的引发剂0.5-10％聚合制成的。本发明的所用的(甲基)丙烯酸烷基酯是指(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基已酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等。

采用的(甲基)丙烯酸羟烷基酯是指(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯等。

采用的不饱和羧酸可以是丙烯酸，甲基丙烯酸、衣康酸等。

可使用的其他乙烯基单体的例子如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺等。

在聚合过程中，通常存在自由基引发剂，可选用多种多样的物质，如过氧化物、偶氮引发剂。本发明所用的自由基的引发剂可以是过氧化苯甲酰、过氧化异丙苯、过氧化特丁基、过氧化月桂酰、偶氮二异丁腈、偶氮二庚腈等。能生成自由基的引发剂通常用量(按丙烯酸单体计)为0.5-10％，优选的是1-5％，最优选的是2-4％。以上百分数是以乙烯基单体组分的总重量为基准。自由基引发剂一般与单体和链转移剂混合后一起加入反应器。引发剂可一次加入，也可分两批或多批在反应过程中的不同阶段加入。第一批与乙烯基单体一起加入，为引发剂总量的60-80％，第二批加入20-40％。

制备该树脂时可以使用链转移剂，包括如巯基乙醇、丁基硫醇、十二烷基硫醇、硫基丙酸等，链转移剂的用量一般为自由基引发剂的0-30％，即不一定要求必需使用链转移剂。

在该乙烯基加成聚合反应中一般还存在一种帮助维持反应温度的溶剂。制备本发明高固体份丙烯酸树脂适用的溶剂包括有：甲苯、二甲苯、甲戊酮、环乙酮、醋酸丁酯、乙(丙)二醇乙醚醋酸酯及其他一些烃、酯、酮类溶剂。

本发明丙烯酸树脂的制备方法是：在装有温度计、搅拌机、回流冷凝器、分水器、滴液漏斗及氮气导管的反应器中，加入溶剂和新癸酸缩水甘油酯，边导入氮气边升温到回流温度，将共聚乙烯基单体(如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸)与部分自由基引发剂和链转移剂的混合物加入反应器，在4小时内以等速度用滴液漏斗加完，滴完后保温0.5-1小时，然后再将剩余自由基引发剂用同一种溶剂溶解后，用滴液漏斗缓慢加入反应器中，之后在回流温度下保温1-3小时，蒸馏出部分溶剂，即得到本发明树脂。

下面结合具体的实施例进一步说明本发明。

实施例1：

树脂的制备

在装有温度计、搅拌机、回流冷凝器、分水器、滴液漏斗及氮气导管的反应器中，加入二甲苯150克，新癸酸缩水甘油酯70克，边导入氮气边升温到140℃后，将甲基丙烯酸甲酯164克，丙烯酸丁酯35克，丙烯酸羟丙酯60克，丙烯酸21克，过氧化苯甲酰8克，十二烷基硫醇0.8克的混合物，在4小时内以等速度用滴液漏斗加完。滴完后保温半小时。然后再将过氧化苯甲酰3克用20克二甲苯溶解后，用滴液漏斗1小时加完。之后在140℃保温2小时，蒸馏出部分溶剂，得到树脂。

其主要技术指标如下：

1、羟基(OH)含量(以固体树脂计，％) 3.6

2、酸值(mgKOH/g) 7.3

3、固体份含量(％) 72

4、粘度 Z4

制漆例：

取实施例1制得的树脂1000份和固化剂Desmodur N3390480份、消泡剂55002份、流平剂4663份混合，用二甲苯和醋酸丁醋(2∶1)混合溶剂将溶液稀释至粘度25秒/25℃(涂-4杯)得到清漆的固体份是52％。将上述清漆喷涂于打磨处理过的马口铁上，室温放置48小时干燥后，测得涂层附着力为1-2级，抗冲击强度为50kg.cm(正/反)，硬度为2H-3H，柔韧性为1mm，涂膜光泽丰满度良好。

实施例2

在实施例1所述的反应器中，取二甲苯150克、新癸酸缩水甘油酯35克，边导入氮气边升温到140℃后，丙烯酸10.5克，甲基丙烯酸甲醋24.5克，丙烯酸羟丙酯77克，苯乙烯105克，丙烯酸丁酯98克、过氧化苯甲酰11克、十二烷基硫醇0.8克制得丙烯酸树脂。

其主要技术指标如下：

1、羟基(OH)含量(以固体树脂计，％) 3.6

2、酸值(mgKOH/g) 5.8

3、固体份含量(％) 70

4、粘度 Z2

制漆例：

用实施例2的树脂1000份与N3390460份混合配漆，加入消泡剂5500 1份、流平剂466 2份，用二甲苯和醋酸丁酯(二甲苯∶醋酸丁酯=2∶1)混合溶剂将溶液稀释至25秒/25℃(涂4-杯)，得到清漆的固体份为53％。

对比例

按上述同样的设备和制备工艺分别取二甲苯150克、甲苯100克加入反应器，加热到回流，加入丙烯酸羟丙酯84克，丙烯酸丁酯60克，甲基柄烯酸甲酯120克，甲基丙烯酸丁酯34克，过氧化苯甲酰4.5克的混合物，于4小时加完，保温2小时后，再补加过氧化苯甲酰1.5克，保温2小时后，得到树脂酸值为3.8mgKOH/g、固体份58％、粘度Z1。

用对比例树脂1000份，加入N3900 400份，消泡剂1份、流平剂3份，用二甲苯/醋酸丁酯(2∶1)混合溶剂将溶液稀释至25秒/25℃(涂-4杯)得到清漆的固体份为40％。

Claims

1、一种高固体份、低粘度丙烯酸树脂，其特征在于在合成丙烯酸树脂的共聚乙烯基单体中加入新癸酸缩水甘油酯，其用量占单体总量的5-50％。

2、根据权利要求1所述丙烯酸树脂，其特征在于所说的共聚乙烯基单体包括15-80％的(甲基)丙烯酸烷基酯、10-30％的(甲基)丙烯酸羟烷基酯、1-10％的不饱和羧酸以及0-50％的其他乙烯基单体。

3、一种权利要求1所述的丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于在反应器中加入溶剂和新癸酸缩水甘油酯，边导入氮气边升温到回流温度，将共聚乙烯基单体与自由基引发剂和链转移剂的混合物一起加入反应器，在4小时内以等速度用滴液漏斗加完，滴完后保温0.5-1小时，然后再将部分自由基引发剂用同一种溶剂溶解后，用滴液漏斗缓慢加入反应器中，在回流温度下保温1-3小时，蒸馏。

4、根据权利要求3所述的丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于在自由基的引发剂通常用量(共聚乙烯基单体的混合物)为0.5-10％。

5、根据权利要求3所述的丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于自由基的引发剂优选的是1-5％。

6、根据权利要求4或5所述的丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于引发剂分二批加入，第一批与乙烯基单体一起加入，为引发剂总量的60-80％，第二批加入20-40％。

7、根据权利要求3或4或5所述的丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于链转移剂的用量为自由基引发剂的0-30％。