玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂及制备制造技术

本发明专利技术涉及一种耐水性好、硬度高、玻璃附着力强的玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂及制备，其特征是将１５－５７ｗｔ％丙烯酸类单体、１－１５ｗｔ％环氧树脂，２０－８０ｗｔ％１－４个Ｃ单元醇，外加０．１－１０ｗｔ％引发剂，在６０－１６０℃进行自由基溶液聚合，得到环氧改性丙烯酸树脂；加入能使ｐＨ值达到中性或近中性的中和剂，及使溶液固含量为２０－６０％的水，搅拌溶解均匀。采用环氧改性，所得树脂组成的涂料，其涂层具有很好的耐水煮性，水煮１小时，涂层无起泡与脱落现象，硬度高，可达２－４Ｈ，与玻璃附着力强，达到０级，可以满足玻璃涂层使用要求，从而有效解决了水溶性丙烯酸树脂耐水煮性差、硬度低与玻璃附着力差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是对申请人的申请号200510122901.9水溶性丙烯酸树脂及制备方法的补充，尤其是涉及一种耐水性好、硬度高、玻璃附着力强的玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂及制备。
技术介绍
随着对环保要求的日益严格，开发水溶性丙烯酸树脂，被得到重视。申请人在200510122901.9“水溶性丙烯酸树脂及制备”专利申请中，提出将由自由基聚合得到的可溶于水的丙烯酸树脂20-60％wt，溶解在40-80％wt水中，得到不含有机溶剂的水溶性丙烯酸树脂。既保留了溶剂型丙烯酸树脂所配制涂料，机械性能、防护性能及装饰性能，具有流平好、光泽高、成膜佳及涂膜致密性好等诸多优点，又显著改善树脂在生产、储存、运输与使用过程中的消防安全性、环境保护性、消耗有机溶剂、降低生物毒害性。然而由于其分子结构中含有较大量的强亲水性羧基，导致配制涂料干燥成膜后涂层耐水性不够理想，常温下水浸泡十至二十分钟，涂层即会发生溶解，并且在玻璃基板上涂层附着力较低，仅为二至三级，热塑性水溶性丙烯酸树脂的硬度，在HB以下，上述缺陷均导致其不能满足玻璃涂层，附着力达到一级以上、硬度2H以上、耐水煮1小时无涂层脱落现象的使用要求。中国专利CN85104823、CN87102540公开的水溶性丙烯酸，为一种粉末型，使用时加水稀释，但也同样存在配制涂料的涂层耐水性、硬度、玻璃附着力，均不能满足玻璃涂层使用要求。中国专利CN91107054.0公开的水溶性丙烯酸氨基烘烤涂料用树脂，也同样由于分子链上含有大量亲水性的羧基与氨基官能团，导致配制涂料涂层固化后耐水煮性能、附着力等，不能满足玻璃漆使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种配制涂料涂层固化后，耐水煮性好，硬度高，玻璃附着力强的玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂。本专利技术的另一目的在于提供一种上述玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂的制备。本专利技术第一目的实现，主要改进是用环氧改性丙烯酸树脂，降低丙烯酸分子链上羧基的亲水性能，以及采用50-100wt％含1-4个C的单元醇与0-50wt％水组成的混合溶剂代替单一水溶剂，作树脂的溶解介质，从而克服现有水溶性丙烯酸树脂的不足，实现本专利技术目的。具体说，本专利技术玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂，其特征是由20-60wt％的环氧改性丙烯酸树脂，溶解在40-80wt％1-4个C单元醇与水的混合溶剂中，所说环氧改性丙烯酸树脂，由5-25wt％环氧树脂与75-95wt％丙烯酸树脂接枝聚合，所说1-4个C单元醇与水的混合溶剂，由50-100wt％1-4个C单元醇与0-50wt％水组成。本专利技术所述环氧改性丙烯酸树脂，是指通过聚合与接枝反应，将环氧树脂的特征基团引入到丙烯酸树脂高分子链上，其提供的可与丙烯酸树脂分子链上羧基进行加成反应的环氧官能团，降低了丙烯酸树脂分子链上羧基的亲水性能，从而显著提高了配制涂料涂层固化后耐水煮性能、硬度与玻璃附着力。对环氧树脂种类，没有特别限定，例如可以是低分子环氧树脂(例如SM828、SM618、128等)也可以是中、高分子环氧树脂(例如SM601、SM609等)。环氧改性更优选用量为10-20wt％，即由10-20wt％环氧树脂与80-90wt％丙烯酸树脂接枝聚合。1-4个C单元醇与水混合溶剂，在本专利技术中代替有机溶剂或水，作为环氧改性丙烯酸树脂的溶解介质。溶解介质中加入1-4个C单元醇，可使溶解介质具有更优的溶解力，以水替代部分单元醇，则可以降低溶剂成本，并且加入适量水，还有利于提高混合溶剂的燃点，从而提高了树脂的燃烧安全性，其中溶解介质更好为1-4个C单元醇80-95wt％，水5-20wt％。本专利技术玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂更优选为环氧改性丙烯酸树脂30-45wt％，混合溶剂55-70wt％。此外，根据使用要求，本专利技术玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂中，还可以外加水性涂料通常用及通常量的消泡剂和杀菌剂。本专利技术玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂制备，其特征在于将15-57wt％丙烯酸类单体、1-15wt％环氧树脂，20-80wt％1-4个C单元醇，外加0.1-10wt％引发剂，在60-160℃进行自由基溶液聚合，得到环氧改性丙烯酸树脂；加入能使PH值达到中性或近中性的中和剂，及使溶液固含量为20-60％的水，搅拌溶解均匀。本专利技术方法中丙烯酸类单体，可以是原合成溶剂型丙烯酸树脂的所有丙烯酸单体，其中较好是使丙烯酸、甲基丙烯酸、顺丁烯二酸酐等含羧基的强亲水性单体，用量占丙烯酸单体总量的5-40wt％，以有利于提高其水溶性，同时可提供与环氧官能团固化反应的羧基，这些单体可以单一加入，也可以混合加入。1-4个C单元醇，例如异丙醇、异丁醇、乙醇、丁醇等，此类溶剂具有较强的亲水性或水溶性，有利于提高后续加水、加中和剂进行树脂溶解的速度。引发剂，为合成丙烯酸树脂通用引发剂，其作用相同，无特别要求。中和剂，其作用是使所得环氧改性丙烯酸树脂，产生酸碱中和反应，变成可溶于水的环氧改性丙烯酸树脂。中和剂例如可以采用有机胺(例如三乙醇胺、三乙胺、二甲基乙醇胺、AMP-95)和/或无机氨(例如氨水)。加水，一是替代部分低C单元醇，可以降低溶剂成本，得到所需粘度与固含量，二是加入适量水，还有利于提高混合溶剂的燃点，从而提高树脂的燃烧安全性。加中和剂及水搅拌溶解，一种较好是在加热状态例如60-80℃下进行，适当加热可以加快环氧改性丙烯酸树脂的溶解速度，缩短生产时间。本专利技术中给出的范围量，仅是试验比较所取的较佳值，并非精确端值，适当偏离仍应属本专利技术保护范围。本专利技术玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂，PH呈中性或近中性，粘度在500-10000mpas，不仅不含非环保有机溶剂，环保健康，节约了大量消耗有机溶剂，而且保留了溶剂型树脂优异的流平性，可以方便应用刷涂、辊涂、喷涂、刮涂与浸涂等多种施工方法施工，树脂干燥成膜性能好；并且由于采用环氧改性，所得树脂组成的涂料，其涂层具有很好的耐水煮性，水煮1小时，涂层无起泡与脱落现象，硬度高，可达2-4H，与玻璃附着力强，达到0级，可以满足玻璃涂层使用要求，从而有效解决了水溶性丙烯酸树脂耐水煮性差、硬度低与玻璃附着力差的问题。以下结合几个具体实施例，进一步说明本专利技术。具体实施例方式实施例1一、合成环氧改性丙烯酸树脂将丙烯酸丁酯18g，甲基丙烯酸甲酯20g，丙烯酸5g，过氧化苯甲酰2.0g，混合搅拌溶解均匀，加入滴料漏斗中，将乙醇42g及828环氧树脂5g加入装有搅拌机、冷凝器、温度计、加热器与滴料漏斗的四口烧瓶中，升温至溶液沸点回流2分钟，开始滴料进行自由基聚合反应，控制料液在2-4小时内滴完，控制温度保持在釜内溶液的沸点(75-88℃之间)。滴料液滴加完成后，保持溶液沸腾状态3h，补加引发剂过氧化苯甲酰0.5g，保温3h，检测固含量，至转化率99％以上时，冷却、过滤备用。二、制备水溶性环氧改性丙烯酸树脂将上述环氧改性丙烯酸树脂92g，加入装有温度计、搅拌器、冷凝器与滴料器的四口烧瓶中，升温至60-80℃，加入水5g，再加入二甲基乙醇胺3g，升温搅拌溶解10分钟。补加适量二甲基乙醇胺与水，调整PH为7.0～8.0，固含量50±1％。实施例2一、合成溶剂型环氧改性丙烯酸树脂将丙烯酸丁酯10g，618环氧树脂10g、甲基丙烯酸甲酯15g，丙烯酸羟乙酯7g，丙烯酸4g，过氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
玻璃漆用水溶性丙烯酸树脂，其特征是由２０－６０ｗｔ％的环氧改性丙烯酸树脂，溶解在４０－８０ｗｔ％１－４个Ｃ单元醇与水的混合溶剂中，所说环氧改性丙烯酸树脂，由５－２５ｗｔ％环氧树脂与７５－９５ｗｔ％丙烯酸树脂接枝聚合，所说１－４个Ｃ单元醇与水的混合溶剂，由５０－１００ｗｔ％１－４个Ｃ单元醇与０－５０ｗｔ％水组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭征兵，钟利刚，董亮，侯光宇，陈欢，
申请(专利权)人：江苏三木集团有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]