[发明专利]一种醇水溶性共聚物树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种醇水溶性共聚物树脂，特别是由醋酸乙烯、环氧树脂、不饱和酸、丙烯酸酯及亲水官能团单体合成的醇水溶性共聚物树脂、其制备方法和作为复合胶、涂料的应用。属高分子化学领域。

背景技术

环氧树脂是一类具有良好粘接性、耐腐蚀性、高强度等性能的热固性高分子材料，已广泛地应用于多种金属与非金属的粘接。双酚A型环氧树脂固化后交联密度大，高度交联的结构带来了韧性差的缺点，限制了其在某些技术领域的应用。现有环氧树脂-丙烯酸酯共聚物多种多样，用环氧树脂与丙烯酸酯制成的改性环氧丙烯酸树脂，提高了成膜物的韧性。环氧树脂-丙烯酸酯共聚物在用作复合胶和涂料时一般只能采用苯类或酮类等有机溶剂作稀释剂，使用成本高，对环境污染大，限制了它的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种醇水溶性共聚物及其制备方法和用途。这种共聚物由醋酸乙烯、环氧树脂、不饱和酸、丙烯酸酯及亲水官能团多种单体共聚而成，其柔韧性增强、易干燥成膜且具有环保、工艺简单和价格便宜的优点。

本发明提供的醇水溶性共聚物，由下列重量配比的单体溶液聚合制备而成：

醋酸乙烯                    20～44％

环氧树脂                    10～25％

不饱和酸                    2～5％

丙烯酸酯                    43～55％

亲水官能团单体              1～5％

加入上述单体总量0.1～1.0％的引发剂偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰，以乙醇或异丙醇作溶剂聚合而成。

所述环氧树脂为双酚A环氧树脂；不饱和酸为丙烯酸类和多元不饱和酸；丙烯酸酯为丙烯酸及甲基丙烯酸1～8个碳原子的烷基酯、丙烯酸及甲基丙烯酸缩水甘油酯；亲水官能团单体为二元不饱和酸、丙烯酸及其衍生物。

其中双酚A环氧树脂为E₄₄或E₅₁；不饱和酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸或反丁烯二酸；丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种或几种的混合物；亲水官能团单体丙烯酸及其衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸及其酰胺、羟酰胺、羟烷酯中的至少一种或几种的混合物。

本发明所涉及的醇水溶性共聚物，能用胺类固化剂室温固化，配制成复合胶；它也可与脲醛树脂、酚醛树脂、醇酸树脂或三聚氰胺甲醛树脂配制成涂料。胺类固化剂为脂肪多胺与30～40％甲醛水溶液的混合物，优选脂肪多胺为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺。

本发明提供的醇水溶性共聚物树脂，具体制备方法为：

a)双酚A环氧树脂E₄₄或E₅₁与不饱和酸按重量10～25∶2～5，以醇作溶剂，在50℃～100℃，反应1～8小时即可得到含量50％～90％的不饱和酸-环氧树脂加成物。

b)按下列顺序配料合成醇水溶性多元共聚物

甲组分    醋酸乙烯                                10～22％

加入乙醇或异丙醇，加入量为上述醋酸乙烯重量的0.5～1.5倍

乙组分    醋酸乙烯                                10～22％

          不饱和酸-环氧树脂加成物                 12～30％

          丙烯酸酯                                43～55％

          亲水官能团单体                          1～5％

          引发剂                                  0.1～1.0％

加入乙醇或异丙醇，加入量为上述乙组分总量的0.3～1倍

c)将甲组分加入聚合釜中，搅拌升温至回流温度70℃～75℃。

d)在搅拌、回流温度下缓慢将乙组分滴入釜中，总滴加时间为4～6小时。

e)滴完后在70℃～80℃反应1～2小时。

f)根据产品浓度要求，加乙醇或醇/水溶剂稀释、冷却降温至50℃以下，即可出料。所得共聚物溶液的固含量为50％～75％。