一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物及其制备与应用，由含有端羟基或端羧基的改性PET和含有能与端羟基反应的基团或者含有能与端羧基反应的基团的乙烯基单体反应制备含改性PET链段的大分子单体后，再与乙烯基单体共聚合成；所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物分子量为8000~80000 g/mol；共聚反应中所述大分子单体重量百分含量为1~20%。本发明专利技术通过加入大分子功能单体对丙烯酸酯等乙烯基聚合物进行改性，可以提高涂料、油墨在PET表面的附着力，用作PET涂料、油墨，使涂料、油墨在PET表面的附着力大大提高，不容易脱落，持久性好，提高PET基材的表面印刷、涂装性能。且工艺简单，成本低，无需对PET进行表面处理；具有巨大的应用前景和市场价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种共聚物领域，尤其涉及一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物及其制备与应用。
技术介绍
PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）由于具有生产成本较低、高透明度、耐腐蚀性能、耐高温性能、化学性质和尺寸稳定，适用于耐久性户外用商品标签、包装等领域，这些领域要求PET制品必须涂装、印刷。但由于PET属于非吸收性承印材料，缺少极性基团，表面张力低，吸湿性差，涂料或油墨等不能与PET基材表面有效结合，附着效果差，容易脱落，影响产品质量，限制了其应用。所以，开发新型的丙烯酸型或苯乙烯型聚对苯二甲酸乙二醇酯大分子单体，并将之与其它丙烯酸酯类单体、苯乙烯基单体、醋酸乙烯酯单体共聚，制备与PET具有优良附着力的丙烯酸酯树脂，具有重要的实际意义和应用价值。附着力是涂膜、油墨发挥保护、装饰、特殊功能作用的基础，即使涂膜、油墨本身具有优良的物化性能，如果不能和基材牢固的粘结，就没有使用价值。附着力促进剂可以提高涂料、油墨对基材的附着力，使其发挥保护、装饰等功能。当前，为了确保对PET制品表面的附着力，在PET涂装或印刷前，必须对其进行电晕处理，利用电击处理方法使PET表面发生化学反应，生成极性有机基团，增加其表面极性和表面粗糙度，提高与涂料、油墨的附着力。然而，电晕处理的材料表面张力稳定性差，随着时间的推移，电晕效果会逐渐减弱。而且电晕处理只适应于薄膜等表面规则物品的表面处理，对于结构复杂的构件，电晕处理无能为力。添加PET附着促进剂可以提高涂料、油墨对PET的附着力。然而，PET附着促进剂与一些涂料、油墨的相容性较差，添加附着促进剂会影响涂料、油墨的光泽等性能。PET对其基材具有良好的附着力，然而，普通的PET仅在三氟乙酸、吡啶、苯酚-四氯乙烷等溶剂中才能溶解，这些溶剂毒性大，气味重，不适合作为涂料、油墨溶剂使用。基于工业和实际应用的需求，必须寻找一种合成工艺简便、能够溶于低毒、易挥发的乙酸乙酯、丁酮等有机溶剂或水中，并且与PET基材具有良好附着力的PET涂料、油墨，以确保涂料、油墨对PET基材具有良好的附着力。
技术实现思路
本专利技术第一个目的在于提供一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，以解决PET附着促进剂与一些涂料、油墨的相容性较差，添加附着促进剂会影响涂料、油墨的光泽等性能等问题。为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，由含有端羟基或端羧基的改性PET和含有能与端羟基反应的基团或者含有能与端羧基反应的基团的乙烯基单体反应制备含改性PET链段的大分子单体后，再与乙烯基单体共聚合成；所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物分子量为8000~80000 g/mol；共聚反应中所述大分子单体重量百分含量为1~20%。PET经过改性后，溶解性更好。改性PET含有端羟基或端羧基，可以与含有反应基团的乙烯基单体反应，制备大分子单体。所述大分子单体的加入可以改善涂料、油墨在PET聚合物表面的附着力，且对涂料和油墨的光泽影响不大。丙烯酸酯接枝改性PET共聚物分子结构中包含有亲基体的改性PET链段，可以锚固于PET基材的表面，提供与基材表面的附着力，制备得到含有亲PET链段的共聚物，可以作为PET的涂料、印刷油墨使用，获得良好的表面附着性能。大分子单体含量和分子量是影响丙烯酸酯接枝改性PET共聚物性能的重要指标，大分子单体添加量在1~20%时丙烯酸酯接枝改性PET共聚物对PET具有较好的附着性能，大分子单体添加量在5~10%时丙烯酸酯接枝改性PET共聚物对PET附着效果最优。处于分子量为8000~80000 g/mol范围时丙烯酸酯接枝改性PET共聚物具有较好的溶解性、附着力及其他综合性能。分子量在10000~40000 g/mol时综合性能最优。进一步的，所述含改性PET链段的大分子单体为含改性PET链段的丙烯酸酯型大分子单体、含改性PET链段的甲基丙烯酸酯型大分子单体、含改性PET链段的苯乙烯型大分子单体中的一种或多种。进一步的，所述含有能与端羟基反应的基团的乙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰氯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰氯、对氯甲基苯乙烯、对溴甲基苯乙烯中的一种或者多种；所述含有能与端羧基反应的基团的乙烯基单体为丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或者多种。进一步的，所述乙烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯磺酸钠中的多种。进一步的，所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物为油溶性，所述乙烯基单体中含有0%-5%水溶性乙烯基单体和95%-100%的油溶性乙烯基单体。进一步的，所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物为水溶性，所述乙烯基单体中含有60%-90%油溶性乙烯基单体和10%-40%的水溶性乙烯基单体。大分子单体为亲油性功能单体，当所添加的共聚单体乙烯基单体具有水溶性时，包含有大分子单体结构单元的丙烯酸酯接枝改性PET共聚物将具有一定的水溶性或水分散性，可以作为水性PET底面涂层或水性PET涂料、印刷油墨使用。当所添加的共聚单体乙烯基单体具有油溶性或少量水溶性时，包含有大分子单体结构单元的丙烯酸酯接枝改性PET共聚物将具有油溶性，可以作为油性PET底面涂层或油性PET涂料、印刷油墨使用。但是如果共聚单体乙烯基单体全部为水溶性时，溶水性能好，但是耐水性能差，适当添加油溶性单体可以增加耐水性。在油溶性共聚单体乙烯基单体中适量添加水溶性乙烯基单体可以增加湿润性。进一步的，所述含有端羟基或端羧基的改性PET为一端含有端羟基另一端含有端羧基的改性PET。当一端为端羟基另一端为端羧基时，可选用乙酰氯、乙酸等先与端羟基进行封端反应，未反应的另外一端即端羧基再与乙烯基单体进行反应，形成大分子单体。当一端为端羟基另一端为端羧基时，可选用乙醇、甲醇等先与端羧基进行封端反应，未反应的另外一端即端羟基再与乙烯基单体进行反应，形成大分子单体。本专利技术第二个目的在于提供一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物的制备方法，提供一种合成工艺简便、能够溶于低毒、易挥发有机溶剂或水中，并且与PET基材具有良好附着力的丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，以确保涂料、油墨对PET基材具有良好的附着力。一种上述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物的制备方法，主要包括以下步骤：（1）制备含有端羟基或端羧基的改性PET；（2）将步骤（1）制备的含有端羟基或端羧基的改性PET溶于溶剂中，配成20%~50%溶液，再按照端羟基的摩尔量加入1:1反应量的含有能与端羟基反应基团的乙烯基单体，冰水浴反应4h；或按照端羧基的摩尔量加入1:1反应量的含有能与端羧基反应基团的乙烯基单体，于60~120℃反应6 h；（3）将步骤（2）所得含改性PET链段的大分子单体洗涤、过滤后放入真空干燥箱24h后与乙烯基单体按照比例进行共聚反应；或将含改性PET链段的大分子单体溶液直接与乙烯基单体按照比例进行共聚反应。其中，所述端羟基或端羧基改性PET的制备方法为：将对苯二甲酸、乙二醇和功能单体在N2的保护下于200-280℃抽真空搅拌反应2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，由含有端羟基或端羧基的改性PET和含有能与端羟基反应的基团或者含有能与端羧基反应的基团的乙烯基单体反应制备含改性PET链段的大分子单体后，再与乙烯基单体共聚合成；所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物分子量为8000~80000 g/mol；共聚反应中所述大分子单体重量百分含量为1~20%。

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，由含有端羟基或端羧基的改性PET和含有能与端羟基反应的基团或者含有能与端羧基反应的基团的乙烯基单体反应制备含改性PET链段的大分子单体后，再与乙烯基单体共聚合成；所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物分子量为8000~80000 g/mol；共聚反应中所述大分子单体重量百分含量为1~20%。2. 根据权利要求1所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，所述含改性PET链段的大分子单体为含改性PET链段的丙烯酸酯型大分子单体、含改性PET链段的甲基丙烯酸酯型大分子单体、含改性PET链段的苯乙烯型大分子单体中的一种或多种。3. 根据权利要求1所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，所述含有能与端羟基反应的基团的乙烯基单体为丙烯酸、丙烯酰氯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰氯、对氯甲基苯乙烯、对溴甲基苯乙烯中的一种或者多种；所述含有能与端羧基反应的基团的乙烯基单体为丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或者多种。4. 根据权利要求1所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，所述乙烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸羟乙酯、苯乙烯磺酸钠中的多种。5. 根据权利要求4所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物为油溶性，所述乙烯基单体中含有0%-5%水溶性乙烯基单体和95%-100%的油溶性乙烯基单体。6. 根据权利要求4所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物为水溶性，所述乙烯基单体中含有60%-90%油溶性乙烯基单体和10%-40%的水溶性乙烯基单体。7. 根据权利要求1所述丙烯酸酯接枝改性PET共聚物，其特征在于，所述含有端羟基或端羧基的改性PET为一端含有端羟基另一端含有端羧基的改性PET。8. 根据权利要求所述丙烯酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈汉佳，王信心，邓颖，石旭华，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：广东;44