[发明专利]高固低黏丙烯酸树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及树脂领域，特别是涉及一种高固低黏丙烯酸树脂及其制备方法。

背景技术

丙烯酸树脂是以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为主要原料合成的树脂，由丙烯酸树脂为主要基料的涂料属丙烯酸酯涂料。丙烯酸树脂通常为透明，是烯类树脂在涂料应用中最重要的一种。丙烯酸酯类树脂对光的主吸收峰处于太阳光谱范围之外。因此用它制成的丙烯酸酯涂料具有特别优良的耐光性和耐户外老化性，在紫外线照射下不易分解或变黄，能长期保持原有的光泽和色泽，丙烯酸酯单体中的双键经聚合反应生成的高分子链主链为碳-碳结构，具有很强的热和化学稳定性，在170℃下不分解，不变色，具有较好的耐酸碱盐，油脂和洗涤剂等化学品的玷污和腐蚀性能。因此丙烯酸树脂涂料被广泛地用于飞机、汽车、仪器设备、建筑、家电、道路桥梁、纺织、食品器皿等领域。

丙烯酸树脂可以制备各种形态的涂料，首先是以溶剂型涂料问世，随着环保型涂料的发展，水性涂料、高固体分涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等已成为发展趋势。传统的丙烯酸酯涂料的固体分含量较低，在挥发过程中会造成较大的环境污染，研究和开发环境友好涂料及涂装技术，降低涂料生产及施工中的挥发性有机化合物(VOC)，己成为国内外大多数涂料和树脂设计工作的中心。

丙烯酸聚氨酯涂料发展至今，已成为涂料体系中类型最多、综合性能较全的一类合成树脂涂料，具有重要的使用价值和广阔的市场前景。与传统溶剂型涂料相比，高固体分丙烯酸酯涂料大大降低了涂料体系中有机挥发物的含量，节约了固化能耗、节省涂料生产和使用中的溶剂、降低污染，一些高固体分涂料由于其施工性能及所需的施工条件与现有溶剂型涂料基本相同，可利用现有的施工设备，并可与现有涂料体系相匹配。提高涂料的固体份来降低挥发有机化合物是最直接的方法，同时又能保留丙烯酸聚氨酯涂料性能上色泽浅、保光保色性好、耐候性好、耐腐蚀良的特点。要提高涂料的固体份就必须使用高固低黏丙烯酸树脂，而黏度是随着固体份的增大而急剧升高的，因此我们引入一种新的单体叔碳酸缩水甘油酯（Cardura E-10）来合成高固低黏丙烯酸树脂。本发明就是借助Cardura E-10这一特殊单体，通过改变丙烯酸树脂合成工艺来制备一种高固低黏丙烯酸树脂。虽然利用Cardura E-10合成高固体份丙烯酸树脂已有多年的行业经验，但目前依然是合成此类树脂的首选改性单体。文献报道的Cardura E-10引入工艺有以下三种：①先把Cardura E-10和（甲基）丙烯酸制备成预聚物，然后再和丙烯酸酯类单体自由基聚合反应；②把Cardura E-10和丙烯酸（酯）类单体一起混合滴加，同时进行开环反应和自由基聚合反应；③把Cardura E-10作为一种活性稀释剂溶剂一起加入低位烧瓶，然后滴加混合单体进行自由基聚合反应和开环反应。然而现有的三种工艺存在主要以下缺点：对于工艺①其技术缺点是制备出的预聚物分子量较大，在后面聚合反应时存在位阻效应，延长了生产时间；对于工艺②和③存在聚合反应时间长、聚合物分子量大、支化程度高的缺点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高固低黏丙烯酸树脂及其制备方法，缩短了丙烯酸树脂合成时间，降低了生产成本，聚合物分子量较小、支化程度低；同时解决了市场上普通丙烯酸树脂黏度高和耐酸碱性、耐水性不良的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高固低黏丙烯酸树脂，其包括如下重量份的配方组份：醋酸丁酯28-32份，甲基丙烯酸4-7份，叔碳酸缩水甘油酯10-20份，苯乙烯12-16份，苯乙烯二聚体0.2-2份，引发剂1-2份和丙烯酸酯30-35份。

在本发明一个较佳实施例中，所述的丙烯酸酯包括丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯，所述的丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯的重量配比为1:1-3.5:1-2:1-5。

在本发明一个较佳实施例中，所述的引发剂为有机过氧化物或偶氮化合物。

在本发明一个较佳实施例中，所述的引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢或异丙苯过氧化氢。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种高固低黏丙烯酸树脂的的制备方法，包括以下步骤：

（1）按照重量配比称取各组分；

（2）将第一部分醋酸丁酯和第一部分叔碳酸缩水甘油酯混合溶液搅拌升温，待温度达到130-140℃时保温回流0.5-1h；