本发明专利技术的目的在于提供一种高耐候、耐污、耐高温性双组份水性丙烯酸树脂的制备方法。该树脂中，组份A是含氟结构单元以嵌段形式存在于主链上且氟元素处于侧链末端，这增强氟元素向树脂和空气界面迁移运动，提高氟元素利用效率，降低聚合物中含氟单体用量、降低成本，且达到同样的性能，如耐候性、耐水耐油性、防污性；组份B是以有机硅为桥联剂末端为多异氰酸酯基的固化剂，一方面，多异氰酸酯基能够提高涂层的交联密度使涂层的耐水性、硬度增加，另一方面，由于有机硅良好的耐高低温、耐候性、疏水性、生理惰性以及电绝缘等许多优异的性能，使涂层的耐水、耐候、耐高温性提高。
【技术实现步骤摘要】
一种高耐候、防污、耐高温性双组份水性丙烯酸树脂的制备方法
本专利技术涉及一种功能性双组份水性丙烯酸树脂，具体为含氟嵌段丙烯酸树脂(组份A)和含有机硅固化剂(组份B)的制备方法。背景介绍丙烯酸酯类聚合物有优异的综合性能，如成膜性、热稳定性、化学稳定性和抗氧化性都相当好，而且其原料易得、成本低廉，故广泛应用于涂料等方面，但其在耐水耐油性、耐高低温性和抗污性等方面较差。一方面，通过在丙烯酸树脂侧链引入含氟基团可得到聚丙烯酸氟代烷基酯，含氟侧链对主链及内部分子形成“屏蔽保护”，可提高碳碳键的稳定性，使含氟丙烯酸酯聚合物物理性能稳定，还提高涂层的耐侯性、耐水耐油性、抗污性。另一方面，将有机硅引入固化剂中形成含硅固化剂，含硅固化剂与丙烯酸树脂固化成膜后含硅链段向涂层表面迁移，从而提高涂层的耐高温、耐水、抗污性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高耐候、耐污、耐高温性双组份水性丙烯酸树脂的制备方法。该树脂中，组份A是含氟结构单元以嵌段形式存在于主链上且氟元素处于侧链末端，这增强氟元素向树脂和空气界面迁移运动，提高氟元素利用效率，降低聚合物中含氟单体用量、降低成本，且达到同样的性能，如耐候性、耐水耐油性、防污性；组份B是以有机硅为桥联剂末端为多异氰酸酯基的固化剂，一方面，多异氰酸酯基能够提高涂层的交联密度使涂层的耐水性、硬度增加，另一方面，由于有机硅良好的耐高低温、耐候性、疏水性、生理惰性以及电绝缘等许多优异的性能，使涂层的耐水、耐候、耐高温性提高。本专利技术的技术方案是：高耐候、耐污、耐高温性双组份水性丙烯酸树脂的制备方法，包括如下步骤：(1)药品提纯：(甲基)丙烯酸酯的提纯:在分液漏斗中加入(甲基)丙烯酸酯30mL，然后加入等量的10％的NaOH溶液按常规方法洗涤至液体无色为止。然后用去离子水洗至中性。加入适量无水硫酸钠吸水静置、过滤。将三口瓶、搅拌器、球形冷凝管、温度计、真空泵组装起来。将洗净的单体置于三口瓶中,加入氯化亚铜0.1g开泵抽真空，加热搅拌，收集40～4l℃的馏分得到纯净的(甲基)丙烯酸酯；(2)含氟丙烯酸树脂(组份A)的合成：将一定量的催化剂、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯单体、可交联(甲基)丙烯酸酯功能单体和有机溶剂A混合加入100ml三口烧瓶中，在冷凝回流装置下，升温至90-110℃，反应3-4h，滴加含氟丙烯酸酯单体及少量的催化剂，保温90-110℃继续反应2-3h；实验结束后，冷却至室温，得可交联含氟丙烯酸树脂(组份A)；(3)含有机硅固化剂(组份B)的合成：将一定量的催化剂、异氰酸酯三聚体和有机溶剂B加入三口烧瓶中，将温度升至48-50℃滴加一定量的端羟基硅油，反应3-4h，当NCO达到理论值时结束，得到有机硅固化剂(组份B)。步骤(1)和(2)中所述(甲基)丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的几种；步骤(2)中所述可交联(甲基)丙烯酸酯功能单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种；步骤(2)中所述溶剂A为甲苯、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的至少一种；步骤(2)中所述催化剂为偶氮二异丁氰、过氧化苯甲酰中的至少一种；步骤(2)中所述含氟(甲基)丙烯酸酯单体为(甲基)丙烯酸十二氟庚酯、(甲基)丙烯酸六氟丁酯或(甲基)丙烯酸三氟乙酯中的至少一种；步骤(3)中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；步骤(3)中所述溶剂B为丙酮、乙酸丁酯、丁酮、四氢呋喃中的至少一种；步骤(3)中所述异氰酸酯三聚体为TDI三聚体、HDI缩二脲、TDI-HDI三聚体、HDI三聚体、IPDI三聚体至少一种；步骤(3)中所述端羟基硅油为道康宁SF-8427、OFX-3667、BY16-004中的至少一种；本专利技术的有益效果是：通过以上反应，合成一种高表面能的丙烯酸树脂的制备方法，由于组份A中含氟单体是后期连续添加，使含氟单体尽可能多地链接在聚合物末端，氟原子更容易向表面迁移，得到低表面能的丙烯酸树脂；组份B有机硅链段不仅可以提高涂层的耐高温性，还可以向空气界面迁移降低涂层表面能。该双组份水性丙烯酸树脂可广泛用于塑料、薄膜、门窗、镜片等具有高耐候性防污要求的表面。具体实施方式实施例1药品提纯：在分液漏斗中加入甲基丙烯酸酯甲酯30mL，然后加入等量的10％的NaOH溶液按常规方法洗涤至液体无色为止。然后用去离子水洗至中性。加入适量无水硫酸钠吸水静置、过滤。将三口瓶、搅拌器、球形冷凝管、温度计、真空泵组装起来。将洗净的单体置于三口瓶中,加入氯化亚铜0.1g开泵抽真空，加热搅拌，收集40～4l℃的馏分得到纯净的甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸羟乙酯的提纯:用上述方法减压蒸馏得纯净的丙烯酸羟乙酯；丙烯酸丁酯的提纯:用10％的NaOH清洗获得纯净的丙烯酸丁酯；含氟丙烯酸树脂(组份A)的合成：将(1)中提纯的30g甲基丙烯酸甲酯、20g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸羟乙酯和0.6g偶氮二异丁氰搅拌混合均匀得到组份1，然后加入滴液漏斗中；将60ml二甲苯与醋酸丁酯的混合溶液(体积比＝1:2)加入250ml的三口烧瓶中，搅拌，加热升温80℃，缓慢滴加组份1，2h滴加完，滴加结束后，保温反应3h；然后补加0.15g偶氮二异丁氰并以2-3s/滴的速度滴加15g甲基丙烯酸十二氟庚酯，滴加结束，保温反应3h，得到含氟丙烯酸树脂(组份A)；含有机硅固化剂(组份B)的合成：将0.008二月桂酸二丁基锡、10.3gHDI三聚体和12g丙酮加入三口烧瓶中，将温度升至50℃滴加20gSF-8427端羟基硅油，反应3-4h，当NCO达到理论值时结束，得到有机硅固化剂(组份B)。实施例2药品提纯：在分液漏斗中加入甲基丙烯酸酯甲酯30mL，然后加入等量的10％的NaOH溶液按常规方法洗涤至液体无色为止。然后用去离子水洗至中性。加入适量无水硫酸钠吸水静置、过滤。将三口瓶、搅拌器、球形冷凝管、温度计、真空泵组装起来。将洗净的单体置于三口瓶中,加入氯化亚铜0.1g开泵抽真空，加热搅拌，收集40～4l℃的馏分得到纯净的甲基丙烯酸甲酯；丙烯酸羟乙酯的提纯:用上述方法减压蒸馏得纯净的丙烯酸羟乙酯；丙烯酸丁酯的提纯:用10％的NaOH清洗获得纯净的丙烯酸丁酯；含氟丙烯酸树脂(组份A)的合成：将(1)中提纯的30g甲基丙烯酸甲酯、20g丙烯酸丁酯、10g丙烯酸羟乙酯和0.6g过氧化苯甲酰搅拌混合均匀得到组份1，然后加入滴液漏斗中；将60ml二甲苯与醋酸丁酯的混合溶液(体积比＝1:2)加入250ml的三口烧瓶中，搅拌，加热升温110℃，缓慢滴加组份1，2h滴加完，滴加结束后，保温反应3h；然后补加0.15g过氧化苯甲酰并以2-3s/滴的速度滴加20g甲基丙烯酸六氟丁酯，滴加结束，保温反应3h，得到含氟丙烯酸树脂(组份A)；含有机硅固化剂(组份B)的合成：将0.008二月桂酸二丁基锡、10.3gHDI三聚体和12g丙酮加入三口烧瓶中，将温度升至50℃滴加24gOFX-3667端羟基硅油，反应3-4h，当NCO达到理论值时结束，得到有机硅固化剂(组份B)。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高耐候、耐污、耐高温性双组份水性丙烯酸树脂的制备方法，其特征步骤为：(1)药品提纯：(甲基)丙烯酸酯的提纯:在分液漏斗中加入(甲基)丙烯酸酯30mL，然后加入等量的10％的NaOH溶液按常规方法洗涤至液体无色为止；然后用去离子水洗至中性；加入适量无水硫酸钠吸水静置、过滤；将三口瓶、搅拌器、球形冷凝管、温度计、真空泵组装起来；将洗净的单体置于三口瓶中,加入氯化亚铜0.1g开泵抽真空，加热搅拌，收集40～4l℃的馏分得到纯净的(甲基)丙烯酸酯；(2)含氟丙烯酸树脂(组份A)的合成：将一定量的催化剂、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯单体、可交联(甲基)丙烯酸酯功能单体和有机溶剂A混合加入100ml三口烧瓶中，在冷凝回流装置下，升温至90‑110℃，反应3‑4h，滴加含氟丙烯酸酯单体及少量的催化剂，保温90‑110℃继续反应2‑3h；实验结束后，冷却至室温，得可交联含氟丙烯酸树脂(组份A)；(3)含有机硅固化剂(组份B)的合成：将一定量的催化剂、异氰酸酯三聚体和有机溶剂B加入三口烧瓶中，将温度升至48‑50℃滴加一定量的端羟基硅油，反应3‑4h，当NCO达到理论值时结束，得到有机硅固化剂(组份B)。...
【技术特征摘要】
1.一种高耐候、防污、耐高温性双组份水性丙烯酸树脂的制备方法，其特征步骤为：(1)药品提纯：(甲基)丙烯酸酯的提纯:在分液漏斗中加入(甲基)丙烯酸酯30mL，然后加入等量的10％的NaOH溶液按常规方法洗涤至液体无色为止；然后用去离子水洗至中性；加入适量无水硫酸钠吸水静置、过滤；将三口瓶、搅拌器、球形冷凝管、温度计、真空泵组装起来；将洗净的单体置于三口瓶中,加入氯化亚铜0.1g开泵抽真空，加热搅拌，收集40～4l℃的馏分得到纯净的(甲基)丙烯酸酯；(2)含氟丙烯酸树脂(组份A)的合成：将一定量的催化剂、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯单体、可交联(甲基)丙烯酸酯功能单体和有机溶剂A混合加入100mL三口烧瓶中，在冷凝回流装置下，升温至90-110℃，反应3-4h，滴加含氟(甲基)丙烯酸酯及少量的催化剂，保温90-110℃继续反应2-3h；实验结束后，冷却至室温，得可交联含氟丙烯酸树脂(组份A)；(3)含有机硅固化剂(组份B)的合成：将一定量的催化剂、异氰酸酯三聚体和有机溶剂B加入三口烧瓶中，将温度升至48-50℃滴加一定量的端羟基硅油，反应3-4h，当NCO达到理论值时结束，得到有机...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚伯龙，姜峻，高旭瑞，邓丽朵，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。