[发明专利]一种高固体分丙烯酸树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种主要在汽车涂料以及家装涂料领域使用的高固体分丙烯酸树脂的制备方法，它包括以下步骤：准备以下反应原料：丙烯酸或者甲基丙烯酸，丙烯酸烷基酯或者甲基丙烯酸烷基酯，苯乙烯，丙烯酸羟乙酯或者丙烯酸羟丙酯，桥环结构丙烯酸酯；准备反应引发剂；准备反应溶剂；在反应器中投入溶剂，搅拌并升温至溶剂的沸点温度；在滴液漏斗中投入上述的反应原料及引发剂并搅拌，滴加完毕后保持溶剂的沸点温度并继续搅拌；反应结束后冷却出料。本发明采用了一种含桥环结构的丙烯酸酯作为功能性单体用于高固体分丙烯酸树脂制备中，可有效降低树脂粘度，提高树脂固体分含量，制得的丙烯酸树脂的格氏管粘度为15~25S(25℃)，固体分含量为70%~75%。

技术领域

本发明公开了一种主要在汽车涂料以及家装涂料领域使用的高固体分丙烯酸树脂的制备方法。

背景技术

随着国家对节能环保的日趋重视，2015年2月开始对涂料征收消费税，同时特别指出，对施工状态下挥发性有机物(VOC)含量低于420g/L(含)的涂料免征消费税。这项政策对整个涂料行业提出了更加严格的要求。高固体分涂料因VOC含量低，施工性能好，在施工过程中可达到规定的排放标准，因此研发低溶剂型、高固体分、高性能、低成本的涂料成为目前的发展趋势。

高固体分丙烯酸树脂具有优良的综合性能，特别是在耐候性、光泽及漆膜丰满度等方面具有独特的优越性，因此深受市场欢迎，是目前涂料行业中发展较快的品种之一。为降低VOC的排放，提高涂料的固含量，必须尽可能降低涂料树脂的粘度。常用的措施有：降低树脂分子量，降低树脂玻璃化温度及采用活性稀释剂。但是这些措施具有降低涂料性能的弊端，容易对涂膜性能造成伤害。近年来，功能型甲基丙烯酸酯单体越来越受到涂料树脂生产企业的欢迎，在保证树脂性能不受影响的情况，有效降低粘度，提高固含量。

文献报道中制备高固体分低粘度丙烯酸树脂方法主要是通过添加特殊的功能性单体而得以实现。如中国专利CN104672366A介绍了一种以叔碳酸缩水甘油酯(Cardura E-10)为功能性单体合成高固低黏丙烯酸树脂的方法，添加10-20份的叔碳酸缩水甘油酯，最终丙烯酸树脂的固体分可达70％，黏度3000-6000mPa·s。另一类功能性单体为脂环族丙烯酸酯，常用的有(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己酯，其中(甲基)丙烯酸异冰片酯是应用较广、降粘效果较好的一种单体，如美国专利US6069203介绍了一种高固体分涂料的组成成分及制备方法，以二甲苯为溶剂，二叔丁基过氧化物为引发剂，添加丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯及甲基丙烯酸异冰片酯等单体，制得固含量50.0％以上的涂料。

这类功能性单体具有良好的降粘效果，亦有它们的局限性所在，叔碳酸缩水甘油酯在反应过程中随着聚合物链段增长，存在于大分子上的羧基反应活性下降，从而不能与叔碳酸缩水甘油酯中环氧基团充分反应，易造成涂膜耐水性、耐候性等变差，而且叔碳酸缩水甘油酯价格昂贵，也大大制约了其进一步的研究应用。(甲基)丙烯酸异冰片酯单体的合成原料莰烯是由天然产物加工而来，受产量和市场制约影响大，因此其价格也较高而且波动较大。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种所得产品粘度低、流平性好的高固体分丙烯酸树脂的制备方法。

按照本发明提供的技术方案，所述高固体分丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：

a、准备以下反应原料：0.2～2重量份的丙烯酸或者0.2～2重量份的甲基丙烯酸，20～40重量份的丙烯酸烷基酯或者20～40重量份的甲基丙烯酸烷基酯，0～25重量份的苯乙烯，1.0～10.0重量份的丙烯酸羟乙酯或者1.0～10.0重量份的丙烯酸羟丙酯，10.0～50.0质量份的桥环结构丙烯酸酯，且桥环结构丙烯酸酯的化学式为：

其中，基团R/R1/R2/R3/R4为氢基或者甲基，k值为0或者1；

b、准备0.5～2.0重量份的反应引发剂；

c、准备25～30重量份的反应溶剂；