[发明专利]一种固体丙烯酸树脂的合成及其制备工艺

说明书

技术领域

 本发明属于固体丙烯酸树脂的合成及其制备工艺，特别是极低VOC固体丙烯酸树脂的合成及其制备工艺。

背景技术

随着我国石油化工的发展,丙烯酸单体的合成工艺日趋成熟,丙烯酸单体的产量得到了大幅度的提高。丙烯酸树脂是近几年我国应用最广、发展最快的一类合成树脂，广泛应用于涂料工业、印刷油墨、包装工业等。固体丙烯酸树脂的优点首先是贮运方便,运输成本相应低于溶剂型丙烯酸树脂,贮运过程中的安全性好；其次固体丙烯酸树脂品种多,某些固体丙烯酸树脂可以用来生产水性漆、水性油墨、UV固化涂料及高固体分涂料，符合涂料工业、印刷工业、包装工业的发展需要。目前国内固体丙烯酸酯聚合物的聚合方式多数是悬浮聚合水洗法、溶液聚合高温干蒸馏法、乳液聚合凝聚法、本体聚合法。许多国外公司的固体丙烯酸树脂推向中国市场，品种规格很多，而各公司的产品又各有特点，不仅丰富我国涂料工业、印刷工业、包装工业的原料，而且对国内固体丙烯酸树脂的研制开发也有很大的促进。为了制得适合于不同用途的涂料、印刷、包装，固体丙烯酸树脂在溶剂、调节黏度、硬度、柔韧性以及耐化学品、耐候性等方面，可选择的余地大，甚至几种固体丙烯酸树脂的拼合，远比普通溶剂型丙烯酸树脂有更大的灵活性，有利于涂料、油墨、胶粘剂新品种的研制开发。固体丙烯酸树脂的单体组成目前我国市场上固体丙烯酸树脂大多数是以甲基丙烯酸酯类单体为主。

现有固体丙烯酸合成工艺方法的优缺点比较: 乳液聚合优点：散热容易，可连续化聚合，反应较为平稳，安全性好  缺点：产品中留有部分乳化剂和其他助剂，纯度不高，在洗涤干燥时，用水量大，污染环境，能耗大。悬浮聚合优点：散热容易，间歇生产， 缺点：产品中留有部分分散剂和其他助剂，纯度不高，反应不容易控制，需要加分离、洗涤、干燥等程序，较为复杂，用水量大，污染环境，能耗大。本体聚合 优点：聚合物纯净，宜生产透明浅色制品；设备相对简单  缺点：不易散热，聚合时易发生爆聚，安全性差。

现有固体丙烯酸树脂的合成及其制备工艺的进展：一种碱溶性固体苯乙烯-丙烯酸树脂的合成方法（专利号201110214649）该方法是在N2保护下，将部分混合单体、部分引发剂、部分分子量调节剂加入到溶剂中，搅拌使其充分混合，得到溶液A；将剩余的混合单体、部分引发剂和剩余的分子量调节剂混合，搅拌均匀后得到溶液B；剩余的引发剂为溶液C；在N2气氛下将溶液A加入到带搅拌的常压反应釜后，快速升温到100～150℃，匀速滴加溶液B，滴完后再一次性加入C，反应后得到聚合物溶液；析出固体聚合物经过滤干燥，即可得到固体苯乙烯-丙烯酸树脂。本发明用苯乙烯、丙烯酸为主要原料，采用二甲基甲酰胺为溶剂，合成出分子量可控、分子量分布窄、玻璃化温度可调节的苯乙烯-丙烯酸树脂，反应的产率较高。

以合成水性固体丙烯酸树脂为基料的水性油墨及其制备方法（专利号200510010912）以丙烯酸系混合单体为共聚单体，以过硫酸铵为引发剂，以水为反应介质，在搅拌下进行水相悬浮共聚反应得到水性固体丙烯酸树脂；用水、助溶剂和胺类物溶解水性固体丙烯酸树脂，再配以颜料、水和助剂，经砂磨机研磨而制成水性油墨。本发明的产品具有无毒、无污染、不燃、不爆、使用安全性好、浓度高、用量少、性能稳定、印刷适应性好、附着牢度强、干燥快、印刷品干后无有害残留物质、耐水和抗磨性能优良、不脱色、掉色、制造成本低廉等特点。

一种水溶性固体苯乙烯/丙烯酸树脂的制备方法及其应用（专利号200910039918）该方法是将芳香族乙烯基不饱和单体、脂肪族乙烯基不饱和单体、不饱和羧酸单体、脂肪烷醇、引发剂和α－甲基苯乙烯二聚体在反应器中，同时进行自由基聚合反应和酯化反应制备得到所需树脂。本发明加入α－甲基苯乙烯二聚体作为链转移剂，减少了支化程度，避免了凝胶的产生及反应器的堵塞；同时加入的脂肪烷醇与丙烯酸发生酯化反应，抑制了醇醚溶剂与丙烯酸的酯化反应，可有效控制反应混合物的粘度，最终制备的树脂具有较窄的分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ＜２．０），较低的分子量（Ｍｗ＜１００００），较少的有机挥发分，且对颜料润湿分散性好，可用于制备水性油墨、涂料或上光油。