一种聚酯改性水性丙烯酸树脂及制备和在清漆中的应用制造技术

本发明专利技术属于聚酯改性水性丙烯酸树脂技术领域，公开了一种聚酯改性水性丙烯酸树脂及其制备方法和在铝型材罩光清漆中的应用。本发明专利技术聚酯改性水性丙烯酸树脂由包括以下质量份的组分制备得到：不饱和聚酯8～15份；丙烯酸酯单体40～55份；含羟基丙烯酸酯单体28～35份；含羧基单体6～8份；引发剂1～3份；助溶剂55～75份。本发明专利技术还提供其制备方法。本发明专利技术聚酯改性水性丙烯酸树脂中不饱和聚酯和丙烯酸酯链段具有多个苯环及环状结构，具有较高的折光率，因此具有高光泽特性，同时不饱和聚酯链段以醇酸缩合的酯基为主链，具有更大的韧性，制得的涂料具有优异的耐冲击性能；具有高交联活性点，高通透性，特别适用于铝型材罩光清漆中。

Polyester modified water-based acrylic resin and its preparation and application in varnish

The invention belongs to the technical field of Modified Polyester Waterborne Acrylic resin, a polyester modified water-based acrylic resin and its preparation method and application of cover in aluminum varnish. The invention of polyester modified waterborne acrylic resin comprises the following components according to weight ratio were prepared: unsaturated polyester from 8 to 15; 40 to 55 portions of acrylate monomers containing hydroxyl acrylate monomer; 28 - 35; carboxyl group containing monomer from 6 to 8; 1 to 3 portions of initiator; help 55 to 75 portions of solvent. The invention also provides a preparation method thereof. The invention of polyester modified waterborne acrylic resin and unsaturated polyester acrylate segment having a plurality of benzene ring and ring structure, has a higher rate of refraction, so it has high gloss characteristics, while unsaturated polyester chain segment with ester condensation alkyd backbone, with greater toughness, the coatings prepared with excellent impact resistance; high cross-linking activity, high permeability, especially suitable for aluminum in varnish.

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯改性水性丙烯酸树脂及制备和在清漆中的应用
本专利技术属于聚酯改性水性丙烯酸树脂
，特别涉及一种聚酯改性水性丙烯酸树脂及其制备方法和在铝型材罩光清漆中的应用。
技术介绍
现今广泛应用于建筑铝型材上的涂料主要有电泳漆、氟碳漆及粉末漆三种。其中电泳漆成本低，但能耗大、污染高，颜色单一，装饰性不高；氟碳漆的优点主要体现在优异的防腐性和耐候性，功能性大于装饰性，且喷涂时要以有机溶剂作为稀释剂，污染大，成本价格也较高；粉末漆无溶剂，无污染，但颜色单一，主要为黑、白、灰等素色漆，鲜艳的颜色容易褪色，不能满足建筑行业有高装饰要求领域的要求。现今国家对环保领域的不断重视，开发应用于铝型材上的水性高光清漆涂料用树脂不但符合国家环保的要求，而且符合市场对装饰性不断提高的要求。中国专利CN101880360A公开了一种应用于汽车行业的水性罩光清漆树脂，该树脂是由BoltornTM系列树枝状超支化聚酯与乙酰乙酸叔丁酯通过酯交换反应后再改性的水性丙烯酸树脂。但该工艺用到的BoltornTM系列树枝状超支化聚酯是由瑞典Perstorp公司生产，原料获取不易，且成本高。中国专利CN103333570A公开了一种水性罩光清漆，该清漆由水性丙烯酸树脂，固化剂，底材湿润剂，增稠剂，pH调节剂，助溶剂和水组成，但该专利并未介绍水性丙烯酸树脂的合成。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种聚酯改性水性丙烯酸树脂。本专利技术另一目的在于提供一种上述聚酯改性水性丙烯酸树脂的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述聚酯改性水性丙烯酸树脂在铝型材罩光清漆中的应用。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种聚酯改性水性丙烯酸树脂，由包括以下质量份的组分制备得到：不饱和聚酯8～15份；丙烯酸酯单体40～55份；含羟基丙烯酸酯单体28～35份；含羧基单体6～8份；引发剂1～3份；助溶剂55～75份。所述的丙烯酸酯单体包括硬单体和软单体。其中，所述的硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的至少两种，且其中至少一种为苯乙烯、甲基丙烯酸环己酯或甲基丙烯酸异冰片酯。本专利技术采用的硬单体中至少包括苯乙烯、甲基丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸异冰片酯等环状单体的一种，在链段中引入环状结构。所述的软单体包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸月桂酸酯中的至少一种。所述的含羟基丙烯酸酯单体可为(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯中的至少一种。所述的含羧基单体可为(甲基)丙烯酸、衣康酸、马来酸酐和富马酸中的至少一种。所述的引发剂优选为过氧化月桂酰、过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化2-乙基己酸叔丁酯中的至少一种。所述的助溶剂优选为乙二醇单丁醚、异丙醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、正丁醇和异丁醇中的至少一种。所述的不饱和聚酯可由包括以下步骤方法制备得到：有机醇、不饱和酸(酐)、有机酸(酐)在催化剂作用下酯化缩聚，得到不饱和聚酯。所述的有机醇优选为乙二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇中的至少两种。所述的有机酸(酐)优选为间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐和六氢苯酐的至少两种。且所述的有机醇及有机酸(酐)至少包括一种环状单体(1,4-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲酸)。在链段中引入环状结构。所述有机酸(酐)与不饱和酸(酐)的质量比为(9～14):1；所述的不饱和酸(酐)优选为顺丁烯二酸酐和富马酸中的至少一种。所述不饱和酸(酐)的质量为有机醇、不饱和酸(酐)、有机酸(酐)总质量的4.0～6.0％。优选先把不饱和酸(酐)、有机酸(酐)混合均匀，再进行反应。所述的催化剂为常用的酯化缩聚催化剂即可，如二丁基二月桂酸锡、钛酸酯、乙二醇锑、二氧化锗。所述催化剂的用量为催化量即可。所述酯化的条件优选为200～250℃，压力为0～1MPa下酯化6～12h。所述缩聚的条件优选为180～200℃，压力为0～-0.1MPa缩聚反应2～6h。优选地，所述的不饱和聚酯由有机醇、不饱和酸(酐)、有机酸(酐)、催化剂在200～250℃，压力0～1MPa下酯化6～12h；酯化完成后，调节压力为0～-0.1MPa，温度为180～200℃，缩聚反应2～6h后得到。优选地，所述不饱和聚酯的固含量为50～70％。所述的不饱和聚酯在固含量为60％时，液体酸值为12～25mgKOH/g，25℃下的旋转粘度是1500～6000mPa·s，玻璃化温度是-25℃～10℃，不饱和度(用碘值表示，以不挥发份计)：8.0～14.0。本专利技术还提供一种上述聚酯改性水性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：把不饱和聚酯、助溶剂混合搅拌均匀，升温，滴加丙烯酸酯单体、含羟基丙烯酸酯单体、含羧基单体和引发剂后，保温反应，得到聚酯改性水性丙烯酸树脂。所述升温优选加热至110～140℃。所述保温反应时间优选为2～4h。所述滴加单体和引发剂时优选缓慢滴加，更优选滴加时间为3～6h。所述保温反应完成后，可进行降温、中和及稀释等后续处理。中和指加入碱性中和剂中和体系中的酸，并加水稀释体系得到更适于使用的固含量约为40％，pH值约为7.5～8.5的聚酯改性水性丙烯酸树脂。上述中和所用的碱性中和剂可为氨水、三乙基胺、N,N-二甲基乙醇胺中的至少一种。为了更好地使用，上述制备得到的不饱和聚酯使用前用助溶剂稀释至50～70％固含。本专利技术的聚酯改性水性丙烯酸树脂具有高交联活性点，高通透性特性，可用于制备高光清漆，特别适用于铝型材罩光清漆中。本专利技术的聚酯改性水性丙烯酸树脂中不饱和聚酯和丙烯酸酯链段具有多个苯环及环状结构，相比于其它单体，具有较高的折光率，因此具有高光泽特性，同时不饱和聚酯链段是醇酸缩合形成的酯基为主链，相比于纯丙烯酸树脂的碳碳单键主链，具有更大的韧性，制备成涂料后，具有优异的耐冲击性能。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：(1)本专利技术的聚酯改性水性丙烯酸树脂，制备工艺简单，原料易获取，且成本较低。(2)本专利技术的聚酯改性水性丙烯酸树脂得到的涂料，具有高光泽，高丰满度，兼顾硬度和耐冲击性能平衡。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。下列实施例中使用的试剂均可从商业渠道获得。实施例1：聚酯改性水性丙烯酸树脂的制备将180g乙二醇，1452g新戊二醇，708g1,4-环己烷二甲酸，672g间苯二甲酸，335.2g己二酸和208.8g富马酸，3.0g二丁基二月桂酸锡，投入装有搅拌器、温度计、精馏柱、冷凝器和氮气入口的反应釜中，反应温度是230℃，压力0.11MPa，搅拌10小时，调节压力到-0.095MPa，反应温度是190℃，搅拌6小时，取样测酸值和粘度。反应至酸值12mgKOH/g，降温到120℃，加2000g乙二醇单丁醚调整固含至60±2％，25℃下用旋转粘度计测得粘度为5000～6000mPa.s，不饱和度(用碘值表示，以不挥发份计)为13.5，玻璃化温度为-20℃，出料得不饱和聚酯；将以上合成的不饱和聚酯80g，400g乙二醇单丁醚和260g正丁醇投入到反应釜中，反应温度是120～125℃；10g过氧化苯甲酸叔丁酯，100g甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯改性水性丙烯酸树脂，其特征在于由包括以下质量份的组分制备得到：不饱和聚酯8～15份；丙烯酸酯单体40～55份；含羟基丙烯酸酯单体28～35份；含羧基单体6～8份；引发剂1～3份；助溶剂55～75份。

【技术特征摘要】
1.一种聚酯改性水性丙烯酸树脂，其特征在于由包括以下质量份的组分制备得到：不饱和聚酯8～15份；丙烯酸酯单体40～55份；含羟基丙烯酸酯单体28～35份；含羧基单体6～8份；引发剂1～3份；助溶剂55～75份。2.根据权利要求1所述的聚酯改性水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的丙烯酸酯单体包括硬单体和软单体；所述的硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的至少两种，且其中至少一种为苯乙烯、甲基丙烯酸环己酯或甲基丙烯酸异冰片酯；所述的软单体包括丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸月桂酸酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的聚酯改性水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的不饱和聚酯由包括以下步骤方法制备得到：有机醇、不饱和酸(酐)、有机酸(酐)在催化剂作用下酯化缩聚，得到不饱和聚酯；所述的有机醇为乙二醇、己二醇、1,4-环己烷二甲醇和新戊二醇中的至少两种；所述的有机酸(酐)为间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸、己二酸、偏苯三酸酐和六氢苯酐的至少两种；且所述的有机醇及有机酸(酐)至少包括1,4-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二甲酸中的一种。4.根据权利要求3所述的聚酯改性水性丙烯酸树脂，其特征在于：所述的不饱和酸(酐)为顺丁烯二酸酐和富马酸中的至少一种；所述有机酸(酐)与不饱和酸(酐)的质量比为9:1～14:1；所述不饱和酸(酐)的质量为有机醇、不饱和酸(酐)、有机酸(酐)总质量的4.0～6.0％...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁鹏飞，邓威，谭德满，黄光燕，
申请(专利权)人：广州慧谷化学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44