[发明专利]有机硅改性丙烯酸树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸树脂的制备方法，尤其涉及一种有机硅改性丙烯酸树脂制备方法。

背景技术

丙烯酸树脂作为涂料成膜物质，赋予漆膜优异的机械性能、高光泽、高透明性等优异性能，但是其漆膜也存在硬度较低，对热和光稳定性差，易沾污、耐水性不足的缺点。有机硅聚合物其主链为Si-O键具有比C-C更高的键能，因此其具有优良的耐候性、耐热性、耐寒性、耐水性的特点。但由于有机硅聚合物的分子链较柔顺，分子链作用力较小，因此其机械强度较低，与基材粘附性较差。

采用有机硅对丙烯酸树脂进行改性得到兼具二者优点的有机硅改性丙烯酸树脂成为近年研究的热点。例如US6767642将乙烯基烷氧基硅烷单体与丙烯酸单体共聚制备了丙烯酸酯-硅烷聚合物，这种聚合物可作为耐酸蚀涂料组分使用。CN1730514使用有机硅预聚体与丙烯酸树脂通过缩合制备有机硅改性丙烯酸树脂，这种树脂具有良好的耐温性、柔韧性、耐划伤性、低腐蚀性及优异的附着力的特点，可作为反光膜保护层使用。CN100348637采用八甲基环四硅氧烷、乙烯基环四硅氧烷为单体，羟基硅油封端剂，在碱性催化下进行开环聚合，制得带乙烯基的端羟基二甲基硅氧烷，然后与丙烯酸酯单体进行共聚，制得含羟基的机硅丙烯酸酯树脂，再与HDI三聚体混合制成高耐候性硅丙聚氨酯涂料。

但是有机硅聚合物表面能较低，与强极性的丙烯酸树脂相容性较差，通过缩合法制备有机硅改性丙烯酸树脂在成膜后容易发生微相分离，导致漆膜表面粗糙度上升，不适合制备高光泽度的装饰性漆膜。而使用含乙烯基小分子有机硅单体与丙烯酸酯通过共聚制备有机硅改性丙烯酸树脂，由于聚合物中缺少高稳定性的Si-O键，对其耐候性提高不明显。

发明内容

本发明的目的是在于克服上述制备有机硅改性丙烯树脂的不足，提供一种有机硅改性丙烯酸树脂的制备方法。

为达到以上技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种有机硅改性丙烯酸树脂的制备方法，其中，其包括以下步骤：

（1）原料准备：该有机硅改性丙烯酸树脂包括以下原料，其组分以重量份数计：含乙烯基小分子有机硅单体：5-10份；苯乙烯：30-80份；（甲基）丙烯酸酯单体：50-105份；含羟基聚有机硅氧烷：50份；溶剂：80份；引发剂：10份；催化剂：0.5份。

（2）预聚物制备：所述含乙烯基小分子有机硅单体、苯乙烯和（甲基）丙烯酸酯单体在预热的所述溶剂中，在所述引发剂的作用下反应，得有机硅-丙烯酸酯共聚物；

（3）改性丙烯酸树脂制备：所述有机硅-丙烯酸酯共聚物与所述含羟基聚有机硅氧烷在所述催化剂的作用下反应，得有机硅改性丙烯酸树脂。

具体地，所述步骤（2）的预热温度为80-160℃，反应时间为5-10小时。所述步骤（3）的反应温度为50-140℃，反应时间为2-8小时。

进一步地，所述乙烯基小分子有机硅单体为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷任意一种。

所述（甲基）丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的任意一种或其任意两种以上的组合。

所述含羟基聚有机硅氧烷为羟基硅油或羟基有机硅树脂。

所述溶剂为甲苯、二甲苯、三甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚醋酸酯的任意一种或其任意两种以上的组合。

所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮、偶氮异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯任意一种。

所述催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、四甲基氢氧化铵、硫酸、盐酸、甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、二月桂酸二丁基锡、二丁基氧化锡、四氯化锡、氯化亚锡、四异丙基钛酸酯任意一种。

与现有技术相比较，本发明具有如下优势：在丙烯酸聚合物链段中引入具有反应活性的有机硅单元，聚有机硅氧烷通过有机硅单元接枝到丙烯酸酯链段当中。由于有机硅单元的增容作用改善聚有机硅氧烷与丙烯酸树脂的相容性，因此使用聚合物成膜后，具有较高的光泽度，同时还兼具了有机硅树脂的优异耐老化性能，以及丙烯酸树脂的优异力学性能，适合于作为高装饰罩光漆使用。