[发明专利]一种聚碳酸酯改性丙烯酸树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯改性丙烯酸树脂及其制备方法，该树脂特别适合作为羟基组分用于配制车辆面漆用双组分聚氨酯涂料。

背景技术

丙烯酸树脂以其卓越的耐光性能及耐户外老化性能成为涂料体系中类型最多、综合性能较好的一类涂料用合成树脂，尤其是羟基丙烯酸聚合物因其颜色浅、保光保色性好、硬度高等优点而早已被广泛应用于汽车涂料。随着社会的发展，人们在注重车辆涂膜高耐候性、高耐腐蚀性、高耐磨性的同时，对于汽车的涂膜外观质量，即涂膜装饰性的要求也越来越高，现代汽车面漆正朝着高清晰度的方向发展，无论是中、低档汽车面漆还是高档汽车面漆，鲜映性、丰满度的追求成了最基本的要求。为提高漆膜外观，改进成膜树脂性质是关键因素，其方法之一是制备低粘度高固体分丙烯酸树脂，用这类树脂制备的涂料稀释剂含量相对较少，喷涂瞬间溶剂的挥发数量可能成倍下降，故粘度上升幅度不大，喷涂后湿膜保持较低的粘度，为涂膜在闪蒸流平阶段提供了很好的流动性，从而有更好的流平效果，大大提高了涂膜的光泽及丰满度，但是这类树脂的合成往往需要加入大量含酯环结构和叔碳酸基团的特殊单体，如甲基丙烯酸异冰片酯、叔碳酸缩水甘油酯等，由于这类单体价格较高，导致生产成本大大增加；其方法之二是利用含苯环结构(如苯乙烯)的化合物具有良好保光性的特点，在树脂主链中引入苯环结构能使涂层的鲜映性有明显改善，但其耐候性存在明显不足，因此，当苯环结构超过一定量后，涂膜则易于黄变，影响户外的使用效果，故必须将含苯环结构(如苯乙烯)的化合物含量控制在一定范围内才能兼顾涂的膜鲜映性和户外耐候性，而这种控制是难于实现的。

发明内容

本发明的第一个目的是：提供一种可明显地提高涂膜外观质量，同时能改善涂膜耐候性和耐酸碱性的聚碳酸酯改性丙烯酸树脂。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种聚碳酸酯改性丙烯酸树脂，其特征在于，它是由以聚碳酸酯预聚物5～30重量％，苯乙烯单体5～15重量％，丙烯酸单体1～3重量％，丙烯酸羟乙酯单体20～30重量％，丙烯酸丁酯单体10～30重量％，甲基丙烯酸甲酯单体10～20重量％，丙烯酸乙酯单体4～10重量％为原料，利用引发剂在溶剂二甲苯中进行自由基聚合形成的，其以固体计的树脂含量为60～80重量％，重均分子量为10000～20000，25℃粘度为2000～6000mPa.s，其树脂链包含聚碳酸酯预聚物的结构单元，上述各原料之和为100％；

所述聚碳酸酯预聚物是由脂肪族聚碳酸酯二醇与马来酸酐以1∶1的摩尔比，在对苯二酚阻聚剂存在下，加热醇解至物料酸值降至反应体系初始酸值一半时形成的。

上述聚碳酸酯改性丙烯酸树脂，其所述脂肪族聚碳酸酯二醇的结构式如下：

式中R为C4～C6的直链亚烷基，2个R相同或不同，n＝7～18。

上述聚碳酸酯改性丙烯酸树脂，其所述聚碳酸酯预聚物的结构单元的结构式如下：

式中R为C4～C6的直链亚烷基，2个R相同或不同，n＝7～18。

上述聚碳酸酯改性丙烯酸树脂，其所述引发剂是由重量比为1∶1.4的二叔丁基过氧化物和二叔戊基过氧化物组成的混合引发剂，引发剂总量为各单体总重量的1～6％。

上述聚碳酸酯改性丙烯酸树脂，其所述25℃粘度是用博立飞旋转粘度计测得的。

本发明的第二个目的是：提供一种可确保质量，易操作的制备可明显地提高涂膜外观质量，同时能改善涂膜耐候性和耐酸碱性的聚碳酸酯改性丙烯酸树脂的方法。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种制备上述聚碳酸酯改性丙烯酸树脂的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

①制备聚碳酸酯预聚物

在反应容器内，加入摩尔比为1∶1的脂肪族聚碳酸酯二醇与马来酸酐，再加入对苯二酚阻聚剂，其量为脂肪族聚碳酸酯二元醇和马来酸酐总重量的1‰，加热升温至80℃进行醇解反应，直至物料酸值降至反应体系初始酸值一半时，停止反应即得到聚碳酸酯预聚物，降温出料，保存备用；

②称取原料

按聚碳酸酯预聚物5～30重量％，苯乙烯单体5～15重量％，丙烯酸单体1～3重量％，丙烯酸羟乙酯单体20～30重量％，丙烯酸丁酯单体10～30重量％，甲基丙烯酸甲酯单体10～20重量％，丙烯酸乙酯单体4～10重量％称取原料，各原料之和为100％；

按引发剂总量为各单体总重量的1～6％称取引发剂二叔丁基过氧化物和二叔戊基过氧化物，二者重量比为1∶1.4；

按以固体计的聚碳酸酯改性丙烯酸树脂含量为60～80重量％称取溶剂二甲苯；

③制备聚碳酸酯改性丙烯酸树脂