[发明专利]一种有机硅烷改性的高附着力固体丙烯酸树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料添加剂技术领域，具体涉及一种有机硅烷改性的高附着力固体丙烯酸树脂的制备方法。

背景技术

相对液体涂料而言，粉末涂料不使用溶剂因此应用过程无溶剂挥发，而且具有回收利用率高、易操作、生产率高、涂膜干燥快等优点，因此在汽车、家用电器、机械、建筑、船舶等领域被广泛采用，以替代液体涂料。然而，对于玻璃、不锈钢、镀锌板、陶瓷等某些特殊底材而言，通常的粉末涂料的附着力较差，从而影响了涂膜的耐候性、耐水煮性等应用性能，限制了粉末涂料的应用范围。目前，可以通过物理方法将有机硅烷引入到粉末涂料中，通常是采用普通的液体硅烷偶联剂，通过填料分散的方法加入到粉末涂料中，该方法可以一定程度改善涂料的附着性，但操作不方便，而且往往会使涂料的储存性下降，甚至会对涂膜耐溶剂性、耐水煮性产生一定的不利影响。

发明内容

   为解决上述问题，本发明公开了一种有机硅烷改性的高附着力固体丙烯酸树脂的制备方法，本发明是将有机硅烷单体通过化学结合的方式引入到丙烯酸树脂中制得一种有机硅烷改性的高附着力固体丙烯酸树脂，所得硅烷改性的高附着力固体丙烯酸树脂，Tg控制在50-80℃，数均分子量约控制在5000-20000，包括以下步骤：

（1）原料混合：将硅烷化合物与（甲基）丙烯酸烷基酯、苯乙烯基单体、引发剂和分子量调整剂按一定比例混合均匀，制得单体混合物；

（2）聚合反应：在反应容器中加入一定量聚合溶剂，加热至回流状态，保持回流状态，并向反应容器中匀速滴加单体混合物，在一定的时间范围内滴加完毕，然后调节反应物料至一定温度，保温搅拌反应一定时间后，再补加一定量的引发剂，二次保温反应一定时间；

（3）后处理：使用常压和减压蒸馏的方法蒸除溶剂，物料趁热倒入铝盘中，冷却、粉碎，即得本发明的硅烷改性的高附着力固体丙烯酸树脂。

    步骤（1）中所使用的硅烷化合物为含烯基或甲基丙烯酰氧基的硅烷化合物，含烯基的硅烷化合物可以是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种。含有甲基丙烯酰氧基的硅烷化合物可以是3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的一种，基于单体混合物的总重量，硅烷化合物的用量为10wt%-40wt%；

   步骤（1）中所使用的（甲基）丙烯酸烷基酯包括丙烯酸烷基酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯，丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苄酯等；甲基丙烯酸烷基酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯等。它们可以单独使用，也可以二种或多种混合使用。基于单体混合物的总重量，（甲基）丙烯酸烷基酯的用量为20wt%-50wt%；

   步骤（1）中所使用的苯乙烯基单体具体的例子包括苯乙烯和烷基苯乙烯如甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、三乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、庚基苯乙烯、辛基苯乙烯等中的一种。基于单体混合物的总重量，苯乙烯基单体的使用量为10wt%-40wt%。

   步骤（1）中所用的分子量调整剂可以是叔十二碳硫醇 、正十二烷基硫醇等。基于单体混合物的总重量，分子量调整剂用量为0.1wt% - 3wt%；

   步骤（1）中所使用引发剂的例子包括偶氮类化合物如2,2′-偶氮二异丁腈、2,2′-偶氮二（2-甲基丁腈）、2,2′-偶氮二（2，4-二甲基戊腈）等；有机过氧化物如月桂基过氧化物、叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、二异丙基过氧化二碳酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯等。基于所使用的全部单体总重量，聚合引发剂用量约为0.1wt%-5wt%。

    步骤（2）中使用的聚合溶剂为芳烃类，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、邻二甲苯中的一种；优选为甲苯；

     步骤(2)中所说的在一定时间范围内滴完，一定时间可以为3-5小时。所说的调节反应为至一定温度，一定温度可以是70℃-90℃。所说的保温搅拌反应一定时间，一定时间控制在3-5小时。所说二次保温反应一定时间，一定时间控制在1-2小时。