專利名稱：高固體份、低粘度丙烯酸樹脂及其制備方法
技術領域：
本發明屬于高分子聚合樹脂，特別是涉及高固體份丙烯酸樹脂及其制備。
現在市場的丙烯酸樹脂因其脂色淺、耐候性及保光保色性好等優點，已被廣泛應用于涂料領域。但由于丙烯酸樹脂的分子量大、粘度高，當固含量高時其粘度必然高，因此一般情況下用固含量高的丙烯酸樹脂配制得到的涂料在施工中粘度就大，使施工的工作量增加。在常規情況下，由于樹脂的固體含量低，使配制的涂料的揮發量大、對環境的污染較為嚴重，而其涂膜的豐滿度、光澤等外觀質量較差，又限制了其應有領域。
本發明的目的就是為克服上述缺點，提供的一種高固體份、低粘度的丙烯酸樹脂。用該丙烯酸樹脂可制備高固體份涂料和漆。
本發明的另一個目的就是提供一種該丙烯酸樹脂的制備方法。
本發明的目的是采用以下技術方案實現的在丙烯酸樹脂單體中加入新癸酸縮水甘油酯，在反應器中聚合生成共聚物樹脂，從而使制得的丙烯酸樹脂具有較高的固體份和較低的粘度，從而可以制得高固體份的漆和涂料。
本發明的特點在于在合成丙烯酸樹脂時向乙烯基單體中加入新癸酸縮水甘油酯，其用量應占單體總量的5-50％，當其總量低于5％時，制備的樹脂粘度高，達不到高固體分份的目的；高于50％，所得涂膜的綜合物理性能變差。
本發明樹脂的共聚乙烯基單體包括(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羥烷基酯、不飽和羧酸及其他乙烯基單體。
本發明的樹脂是由新癸酸縮水甘油酯5-50％、(甲基)丙烯酸烷基酯15-80％、(甲基)丙烯酸羥烷基酯10-30％、不飽和羧酸1-10％、及其他乙烯基單體0-50％、鏈轉移劑0-3％的混合物，在溶劑的存在下，通過加入自由基的引發劑0.5-10％聚合制成的。本發明的所用的(甲基)丙烯酸烷基酯是指(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基已酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯等。
采用的(甲基)丙烯酸羥烷基酯是指(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯等。
采用的不飽和羧酸可以是丙烯酸，甲基丙烯酸、衣康酸等。
可使用的其他乙烯基單體的例子如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺等。
在聚合過程中，通常存在自由基引發劑，可選用多種多樣的物質，如過氧化物、偶氮引發劑。本發明所用的自由基的引發劑可以是過氧化苯甲酰、過氧化異丙苯、過氧化特丁基、過氧化月桂酰、偶氮二異丁腈、偶氮二庚腈等。能生成自由基的引發劑通常用量(按丙烯酸單體計)為0.5-10％，優選的是1-5％，最優選的是2-4％。以上百分數是以乙烯基單體組分的總重量為基準。自由基引發劑一般與單體和鏈轉移劑混合后一起加入反應器。引發劑可一次加入，也可分兩批或多批在反應過程中的不同階段加入。第一批與乙烯基單體一起加入，為引發劑總量的60-80％，第二批加入20-40％。
制備該樹脂時可以使用鏈轉移劑，包括如巰基乙醇、丁基硫醇、十二烷基硫醇、硫基丙酸等，鏈轉移劑的用量一般為自由基引發劑的0-30％，即不一定要求必需使用鏈轉移劑。
在該乙烯基加成聚合反應中一般還存在一種幫助維持反應溫度的溶劑。制備本發明高固體份丙烯酸樹脂適用的溶劑包括有甲苯、二甲苯、甲戊酮、環乙酮、醋酸丁酯、乙(丙)二醇乙醚醋酸酯及其他一些烴、酯、酮類溶劑。
本發明丙烯酸樹脂的制備方法是在裝有溫度計、攪拌機、回流冷凝器、分水器、滴液漏斗及氮氣導管的反應器中，加入溶劑和新癸酸縮水甘油酯，邊導入氮氣邊升溫到回流溫度，將共聚乙烯基單體(如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸)與部分自由基引發劑和鏈轉移劑的混合物加入反應器，在4小時內以等速度用滴液漏斗加完，滴完后保溫0.5-1小時，然后再將剩余自由基引發劑用同一種溶劑溶解后，用滴液漏斗緩慢加入反應器中，之后在回流溫度下保溫1-3小時，蒸餾出部分溶劑，即得到本發明樹脂。
下面結合具體的實施例進一步說明本發明。
實施例1樹脂的制備在裝有溫度計、攪拌機、回流冷凝器、分水器、滴液漏斗及氮氣導管的反應器中，加入二甲苯150克，新癸酸縮水甘油酯70克，邊導入氮氣邊升溫到140℃后，將甲基丙烯酸甲酯164克，丙烯酸丁酯35克，丙烯酸羥丙酯60克，丙烯酸21克，過氧化苯甲酰8克，十二烷基硫醇0.8克的混合物，在4小時內以等速度用滴液漏斗加完。滴完后保溫半小時。然后再將過氧化苯甲酰3克用20克二甲苯溶解后，用滴液漏斗1小時加完。之后在140℃保溫2小時，蒸餾出部分溶劑，得到樹脂。
其主要技術指標如下1、羥基(OH)含量(以固體樹脂計，％) 3.62、酸值(mgKOH/g) 7.33、固體份含量(％)724、粘度 Z4制漆例取實施例1制得的樹脂1000份和固化劑Desmodur N3390480份、消泡劑55002份、流平劑4663份混合，用二甲苯和醋酸丁醋(2∶1)混合溶劑將溶液稀釋至粘度25秒/25℃(涂-4杯)得到清漆的固體份是52％。將上述清漆噴涂于打磨處理過的馬口鐵上，室溫放置48小時干燥后，測得涂層附著力為1-2級，抗沖擊強度為50kg.cm(正/反)，硬度為2H-3H，柔韌性為1mm，涂膜光澤豐滿度良好。
實施例2在實施例1所述的反應器中，取二甲苯150克、新癸酸縮水甘油酯35克，邊導入氮氣邊升溫到140℃后，丙烯酸10.5克，甲基丙烯酸甲醋24.5克，丙烯酸羥丙酯77克，苯乙烯105克，丙烯酸丁酯98克、過氧化苯甲酰11克、十二烷基硫醇0.8克制得丙烯酸樹脂。
其主要技術指標如下
1、羥基(OH)含量(以固體樹脂計，％) 3.62、酸值(mgKOH/g) 5.83、固體份含量(％)704、粘度 Z2制漆例用實施例2的樹脂1000份與N3390460份混合配漆，加入消泡劑5500 1份、流平劑466 2份，用二甲苯和醋酸丁酯(二甲苯∶醋酸丁酯=2∶1)混合溶劑將溶液稀釋至25秒/25℃(涂4-杯)，得到清漆的固體份為53％。
對比例按上述同樣的設備和制備工藝分別取二甲苯150克、甲苯100克加入反應器，加熱到回流，加入丙烯酸羥丙酯84克，丙烯酸丁酯60克，甲基柄烯酸甲酯120克，甲基丙烯酸丁酯34克，過氧化苯甲酰4.5克的混合物，于4小時加完，保溫2小時后，再補加過氧化苯甲酰1.5克，保溫2小時后，得到樹脂酸值為3.8mgKOH/g、固體份58％、粘度Z1。
用對比例樹脂1000份，加入N3900 400份，消泡劑1份、流平劑3份，用二甲苯/醋酸丁酯(2∶1)混合溶劑將溶液稀釋至25秒/25℃(涂-4杯)得到清漆的固體份為40％。
權利要求
1.一種高固體份、低粘度丙烯酸樹脂，其特征在于在合成丙烯酸樹脂的共聚乙烯基單體中加入新癸酸縮水甘油酯，其用量占單體總量的5-50％。
2.根據權利要求1所述丙烯酸樹脂，其特征在于所說的共聚乙烯基單體包括15-80％的(甲基)丙烯酸烷基酯、10-30％的(甲基)丙烯酸羥烷基酯、1-10％的不飽和羧酸以及0-50％的其他乙烯基單體。
3.一種權利要求1所述的丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于在反應器中加入溶劑和新癸酸縮水甘油酯，邊導入氮氣邊升溫到回流溫度，將共聚乙烯基單體與自由基引發劑和鏈轉移劑的混合物一起加入反應器，在4小時內以等速度用滴液漏斗加完，滴完后保溫0.5-1小時，然后再將部分自由基引發劑用同一種溶劑溶解后，用滴液漏斗緩慢加入反應器中，在回流溫度下保溫1-3小時，蒸餾。
4.根據權利要求3所述的丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于在自由基的引發劑通常用量(共聚乙烯基單體的混合物)為0.5-10％。
5.根據權利要求3所述的丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于自由基的引發劑優選的是1-5％。
6.根據權利要求4或5所述的丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于引發劑分二批加入，第一批與乙烯基單體一起加入，為引發劑總量的60-80％，第二批加入20-40％。
7.根據權利要求3或4或5所述的丙烯酸樹脂的制備方法，其特征在于鏈轉移劑的用量為自由基引發劑的0-30％。
全文摘要
一種高固體份、低粘度丙烯酸樹脂,是由新癸酸縮水甘油酯、乙烯基單體、鏈轉移劑的混合物,在溶劑的存在下,通過加入自由基的引發劑聚合制成的,從而使制得的丙烯酸樹脂具有較高的固體份和較低的粘度,從而可以制得高固體份的漆和涂料。還提供了一種丙烯酸樹脂的制備方法。
文檔編號C08F220/10GK1228442SQ9911205
公開日1999年9月15日 申請日期1999年1月26日 優先權日1999年1月26日
發明者陳新建, 穆合山, 李艷華 申請人:山東東明石化集團合成樹脂廠