[发明专利]一种水溶性有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法

说明书

本发明公开一种水溶性有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法，所述制备方法为将含有亚乙基脲结构的不饱和单体与多种烯类单体在醇或醇醚类溶剂中进行自由基聚合，合成带有亚乙基脲活性侧基的丙烯酸酯树脂，再加入环氧基硅氧烷，利用亚乙基脲结构上的仲胺与环氧基进行开环反应，然后加入有机胺中和成盐制得。本发明所述水溶性有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法简单，以此改性树脂配以水性氨基树脂、相关助剂配制成的水溶性热固性涂料，其存储稳定性好，固化漆膜的硬度、耐水性、耐水煮性、耐酒精性能优异，可广泛用作玻璃、金属的保护涂层。

技术领域

本发明属于水性涂料领域，具体的，本发明涉及一种水溶性有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法。

背景技术

与传统的溶剂型丙烯酸酯涂料相比，水溶性丙烯酸酯树脂涂料具有使用安全、低VOC、绿色环保的特点，但其涂膜普遍存在耐水性差、热粘冷脆、易沾污等缺点，不满足一些高档产品，比如玻璃、金属基材的涂装要求，特别是在硬度、耐水煮、耐酒精方面。由于Si-C键比C-C键键能大，降低了聚合物的表面能，能够有效改善了涂膜的耐水性、耐污性、耐候性，用有机硅对丙烯酸酯树脂进行改性是近年来的研究热点，考虑到丙烯酸酯树脂和有机硅树脂的相容性差，多选用化学法进行改性。

目前羟基丙烯酸的制备主要是通过乳液聚合和溶液聚合制备的，与一级分散体丙烯酸乳液相比，溶液聚合制备的羟基丙烯酸二级水分散体不含外加乳化剂、粒径较小，和氨基树脂或异氰酸酯固化剂的相容性较好，交联固化后的漆膜光泽度高、综合性能较优。有机硅改性羟基丙烯酸二级分散体一般采用乙烯基硅氧烷和丙烯酸酯单体共聚制备的。然而，由于乙烯基硅氧烷与丙烯酸酯单体的竟聚率相差较大，共聚的机会较小；共聚的有机硅短链也存在被聚合物分子长链包埋的可能，降低了有机硅的应有效果；有机硅氧烷易水解，这些问题使得一般的水性有机硅改性丙烯酸涂料仍存在稳定性差、不耐水煮等不足。

发明内容

基于此，本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种新型的水溶性有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法，所制得的水溶性有机硅改性丙烯酸酯树脂稳定性好、耐水煮、耐酒精性优异。

本发明的另一目的在于提供一种水溶性有机硅改性丙烯酸酯热固性涂料。

本发明的技术方案如下：

一种水溶性有机硅改性丙烯酸酯树脂的制备方法，包括如下步骤：

在反应器中加入溶剂，通氮气搅拌，加热至80~100℃，滴加5～20份含亚乙基脲结构不饱和单体、140～180份多种烯类单体、1～3份链转移剂、2～5份引发剂的混合液，3~4小时滴完，在此温度反应1~2小时后，补加0.5～1份引发剂，再保温2~3小时，得到含亚乙基脲活性侧基的丙烯酸酯树脂，最后加入5～25份环氧基硅氧烷，升温至100~120℃，反应2~3小时后，降温后加入有机胺中和；

其中，所述烯类单体包括：

组分I：70～80份非功能性烯类单体，且至少两种非功能性烯类单体；

组分Ⅱ：15～25份含羟基官能团烯类单体，且（甲基）丙烯酸羟丁酯占Ⅱ组分50~100%；

组分Ⅲ：10～15份含羧基官能团烯类单体；

组分Ⅳ：20～25份含脂肪环或芳香环酯基烯类单体；

组分Ⅴ：15～30份丙烯腈。

在其中一个实施例中，所述含亚乙基脲结构不饱和单体为（甲基）丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯。

在其中一个实施例中，所述组分I为（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸丙酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、（甲基）丙烯酸-2-乙基己酯、叔碳酸乙烯酯、苯乙烯中的至少两种。