[发明专利]一种微通道反应合成GMA丙烯酸树脂的方法

说明书

本发明涉及一种微通道反应合成GMA丙烯酸树脂的方法，所述方法采用溶液聚合的改进工艺，通过微通道反应过程解决了溶液聚合中因反应热不稳定释放所导致的反应装置安全性难以保证、产品易爆聚、产品质量的稳定性差等问题，同时得到的聚合物分子量分布窄、聚合物材料性能更优。

技术领域

本发明涉及化学合成工程技术领域，具体涉及一种微通道反应合成GMA丙烯酸树脂的方法。

背景技术

GMA丙烯酸树脂，具有较高的玻璃化温度和熔融粘度，可以与其他丙烯酸树脂等混合使用。该产品具有良好的户外耐久性、高透明度、高光泽度等优势。由此制得的粉末涂料具有优异的附着力、防腐蚀性、硬度、柔韧性和冲击强度。应用范围包括日用品、汽车、建筑业、金属家具、机械及重度防腐蚀等领域，是具有良好发展前景的涂料新品种。

现有技术中制备GMA丙烯酸树脂的方法包括以下几种：

1、溶液聚合方法

溶液聚合法是生产粉末涂料用聚丙烯酸酯树脂最为常用的方法，其工艺简单、体系稳定、反应转化率高、相对分子量及分布容易控制，合成出的聚丙烯酸酯树脂产品性能效果好。但是溶液聚合中用到的溶剂大多为毒性较大的甲苯、二甲苯等，对操作人员的健康危害很大，而且在树脂溶液的溶剂脱除过程中能耗比较大。

2、乳液、悬浮及本体聚合方法

有报道用乳液聚合方法制备聚丙烯酸酯树脂，具体过程是多种单体混合物在乳化剂、引发剂、分子量调节剂参与下由乳液聚合方法合成，乳液经过调节pH值，加分散剂和过滤干燥而得到粉状树脂。利用乳液聚合方法，以过硫酸钾为引发剂、十二烷基硫酸钠为乳化剂，合成了低玻璃化转变温度的甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸-甲基丙烯酸四元共聚物。

乳液聚合与悬浮聚合生产的聚丙烯酸酯树脂分子量一般比较大，同时在树脂中会残留有水溶性物质，如分散剂、乳化剂、稳定剂等，这些杂质的引入将会影响涂层的耐水性、流平性。

本体聚合用于粉末涂料用聚丙烯酸酯树脂的合成较为理想，因为它可避免繁琐的脱溶剂步骤，荷兰壳牌公司的C.J.C.德科克等于2001年公开了一种涉及用本体聚合制备聚丙烯酸酯树脂方法的专利，但是其过程比较复杂，而且本体聚合时树脂粘度大，有大量的反应热放出，极易发生暴聚，使反应过程难以控制。

3、分散聚合

分散聚合(Dispersion Polymerization)是指单体溶于分散介质，而生成的聚合物不溶，借助分散剂而稳定分散于介质中的一种聚合方法，它是一种微粒尺寸受控的特殊类型的沉淀聚合。通过分散聚合获得的聚丙烯酸酯树脂涂膜的耐溶剂性较差。

由此，本领域中还需要对GMA丙烯酸树脂的制备方法做出改进，以使其克服现有技术中的缺点，使方法过程执行更优化，且获得的产品具有更好的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微通道反应合成GMA丙烯酸树脂的方法，所述方法采用溶液聚合的改进工艺，通过微通道反应过程解决了溶液聚合中因反应热不稳定释放所导致的反应装置安全性难以保证、产品易爆聚、产品质量的稳定性差等问题，同时得到的聚合物分子量分布窄、聚合物材料性能更优。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种微通道反应合成GMA丙烯酸树脂的方法，所述方法包括下列步骤：

(1)将第一溶剂甲苯、单体和复合引发剂加入预混合罐内，初步混合均匀，获得反应原料；

(2)将微通道反应器放入恒温反应槽内，并将微通道反应器与两个进料泵连接；其中恒温反应槽的温度设置为60℃-140℃；

(3)通过一个进料泵，将预混合罐内的反应原料慢慢通入微通道反应器，进料流速为5-150ml/min，另外一个进料泵不断通入第二溶剂甲苯，反应压力为1.5-10bar，反应停留时间为5-100s，流出反应产物和溶剂的混合液；