本发明专利技术涉及一种ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，其组成为：10.0～20.0份丙烯酸改性改性聚醚醚酮、30.0～60.0份软单体、6.0～12.0份硬单体、0.2～2.0份乳化剂、0.6～1.5份配体、1.0～2.0份催化剂、0.5～1.5份引发剂、去离子水50.0～80.0份；本发明专利技术制得的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，具有高硬度和贮存稳定性，其涂层具有优异的附着力、耐热水性、耐高温性、耐老化性、抗沾污性、电绝缘性、耐腐蚀性、抗辐射性、自阻燃性和机械性能，既可单独使用也可以与其它水性树脂共混，用于水性防腐涂料、水性工程涂料、水性耐高温涂料、水性抗静电绝缘涂料、抗辐射涂料和不沾锅涂料。
【技术实现步骤摘要】
一种ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂
本专利技术涉及一种丙烯酸乳液，尤其涉及到一种ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，属于水性树脂
技术背景国内外相继制定了严厉的环保法规来限制挥发性有机化合物(VOC)向大气排放，水性化、高性能、环保化已成为涂料发展的方向；丙烯酸乳液是各种丙烯酸类单体的共聚物的通称，广泛用于各行各业中，其在木器漆行业中尤为重要；木器漆不仅具有装饰美化作用，而且对木材具有保护作用，可以延长木材使用寿命，但是在我国市场上销售的木器漆多数还是溶剂性型的，这些木器漆涂料中含有大量有毒的有机挥发物，严重危害生产和施工人员的身体健康，及污染大气。随着人们环保意识的日益增强，溶剂型涂料的使用范围已日益受到限制，而水性木器漆因其具有无环境污染、毒性小及无火灾隐患等优点越来越受到人们的关注和重视。近年来，低污染高性能的环保型水性木器漆已越来越受到人们的重视。目前市场常见的水性木器漆用树脂有水性醇酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性丙烯酸树脂。水性醇酸树脂因其乳液的分子量较小，具有良好的流动性和渗透性，可渗透到木材内部封闭木材中的单宁酸，进而防止单宁酸的迁移造成涂膜污染。同时因其附着力强、硬度高、耐冲击性强、漆膜的丰满度高，在色漆中得到了广泛的应用，但因其结构中含有苯环结构，其耐光保光性不佳，故用于清漆的并不多；同时，又因其在存储过程中分子链的酯基在碱性条件下易发生水解，导致树脂的储存稳定性不佳。水性聚氨酯分为单组分和双组分，聚氨酯树脂分子因其具有的硬链段和软链段结构，决定了其既具有坚硬又具有柔软的独特性能，其微观两相结构使水性聚氨酯具有优异的低温成膜性、流平性、耐磨、硬度高等特性，非常适合配制各种高档水性木器漆面漆。但是性能好的水性聚氨酯多为进口，价格贵，且固含量低，涂膜的丰满度欠佳，需多次涂覆。水性丙烯酸树脂具有固含高、干燥速度快、硬度高、成本低、耐光及耐候性好等特点。同时也存在成膜性较差，不耐溶剂及热黏冷脆等缺点。虽然目前已有不少改性的措施，例如有机硅自交联改性丙烯酸乳液、核壳结构的设计和丙烯酸微乳液的制备，但是很难解决硬度和最低成膜温度之间的矛盾，若加入太多的成膜助剂会大幅度的提高挥发性有机物含量，使得其失去了水性漆的意义，故水性丙烯酸树脂的开发与应用在一定程度上受到了限制。中国专利CN105968255A公开了一种自阻燃型丙烯酸乳液，其特征在于：所述的自阻燃型改性苯丙乳液，是利用反应型含卤阻燃型乙烯基单体，可与丙烯酸酯类单体发生乳液共聚合反应，通过化学键方式把阻燃基团固定在树脂分子结构上，不会解析脱落，合成后的丙烯酸乳液具有自阻燃性能，制备涂料时不需要另外添加其它阻燃剂就可起到持久阻燃性能；该专利技术制得的自阻燃型丙烯酸乳液具有良好的附着力、耐水性，耐久性，制成的涂膜具有耐水性、耐碱性、耐擦洗性和持久自阻燃性能，广泛用于室内外木器、钢结构、建筑的阻燃涂料，既起到装饰作用，又起到保护作用。但是所述丙烯酸乳液的合成方法存在效率差、乳液稳定性低的缺点。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂及其制备方法。所述聚醚醚酮是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元结构的聚合物，属于特种高分子材料，具有耐高温阻燃性、耐热水性、耐化学品腐蚀性、抗辐射性等性能，是一类半结晶状高分子材料，其拉伸强度为132～148MPa，可用作耐高温阻燃结构材料、电绝缘材料。本专利技术所述ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，首先合成具有反应活性的丙烯酸改性聚醚醚酮，然后通过ATRP自由基聚合反应，在丙烯酸树脂分子结构上引入聚醚醚酮单元，在丙烯酸分子骨架中含有一个酮键和两个醚键的重复单元，有效提高丙烯酸乳液固化后的硬度、拉伸强度、耐高温性、阻燃性、耐热水性、耐磨性、电绝缘性、耐腐蚀性。为克服现有技术的缺点和不足，本专利技术采取以下技术方案，所述ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，按重量份数计，其成分为：10.0～20.0份丙烯酸改性改性聚醚醚酮、30.0～60.0份软单体、6.0～12.0份硬单体、0.2～2.0份乳化剂、0.6～1.5份配体、1.0～2.0份催化剂、0.5～1.5份引发剂、去离子水50.0～80.0份。其中，所述丙烯酸改性聚醚醚酮，其制备步骤如下：a)将10.0～20.0份浓硫酸加入到反应器中，在0℃下缓慢加入10.0～15.0份聚醚醚酮粉末、2.0～5.0份缩合剂，搅拌溶液至澄清，然后迅速加入5.0～10.0份甲基化试剂，继续在0℃下反应2～4h后停止搅拌，将反应物倒入冰水中得到白色絮状产物，为氯甲基化聚醚醚酮，抽滤，并用蒸馏水将产物反复洗至中性，再用乙醇洗涤3～5遍后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；b)将3.0～4.0份氯甲基化的聚醚醚酮溶解于10.0～15.0份有机溶剂中，得到氯甲基化的聚醚醚酮溶液；常温下依次将10.0～15.0份有机溶剂、0.5～1.5份丙烯酸改性剂加入到反应器中搅拌溶解均匀，升温至60～80℃，滴加氯甲基化的聚醚醚酮溶液，在0.5～1h内滴加完毕，保持在60～80℃下继续反应5～8h，然后用旋转蒸馏法除去溶剂，用乙醇反复洗涤3～5遍后真空干燥，得所述丙烯酸改性聚醚醚酮。所述软单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。所述硬单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、油酸钾、油酸钠、琥珀酸酯磺酸钠、甘油硬脂酸酯、甘油油酸酯、月桂醇聚氧乙烯醚、月桂酸聚氧乙烯酯、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、月桂酸钠、OP-10、苯乙基酚聚氧乙烯醚、吐温中的至少一种。所述配体为N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N’,N”-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2,2’-联吡啶、N,N,N’,N’,N”-五甲基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的至少一种。所述催化剂为溴化亚铜、氯化亚铜、溴化铜中的至少一种。所述引发剂为4-[2-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)乙氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)癸氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[6-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)己氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)辛氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、2-氯丙酰胺、2-溴丙酰胺、2-碘代丙烯酸甲酯、2-氯代丙腈、2-溴丙烯酸乙酯、2-溴丙烯酸甲酯、二溴丙烯酸乙酯、1-溴代乙腈、2-甲基-2-溴代丙烯酸乙酯、2-溴代异丁酸乙酯、2-溴丙烯酸乙酯、N,N-二乙基-2-溴代丙烯酰胺中的至少一种。所述缩合剂为氯化锌、氯化铝、磷酸中的至少一种；所述甲基化试剂为甲醛、氯甲基甲醚、1-氯-4-(氯甲氧基)丁烷中的至少一种；所述有机溶剂为二甲亚砜、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、环己酮中的至少一种；所述丙烯酸改性剂为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，其特征在于，所述ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，按重量份数计，其成分为：10.0～20.0份丙烯酸改性聚醚醚酮、30.0～60.0份软单体、6.0～12.0份硬单体、0.2～2.0份乳化剂、0.6～1.5份配体、1.0～2.0份催化剂、0.5～1.5份引发剂、去离子水50.0～80.0份；其中，所述配体为N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺、N,N,N’,N’,N”‑五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”‑六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2,2’‑联吡啶、N,N,N’,N’,N”‑五甲基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”‑六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的至少一种；所述催化剂为溴化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜、溴化铜中的至少一种；所述引发剂为4‑[2‑(2‑溴‑2‑甲基丙酰氧基)乙氧基]‑4‑氧代‑2‑磺酸基丁酸二钠、4‑[10‑(2‑溴‑2‑甲基丙酰氧基)癸氧基]‑4‑氧代‑2‑磺酸基丁酸二钠、4‑[6‑(2‑溴‑2‑甲基丙酰氧基)己氧基]‑4‑氧代‑2‑磺酸基丁酸二钠、4‑[10‑(2‑溴‑2‑甲基丙酰氧基)辛氧基]‑4‑氧代‑2‑磺酸基丁酸二钠、2‑氯丙酰胺、2‑溴丙酰胺、2‑碘代丙烯酸甲酯、2‑氯代丙腈、2‑溴丙烯酸乙酯、2‑溴丙烯酸甲酯、二溴丙烯酸乙酯、1‑溴代乙腈、2‑甲基‑2‑溴代丙烯酸乙酯、2‑溴代异丁酸乙酯、2‑溴丙烯酸乙酯、N,N‑二乙基‑2‑溴代丙烯酰胺中的至少一种；所述丙烯酸改性聚醚醚酮，其制备步骤如下：a)将10.0～20.0份浓硫酸加入到反应器中，在0℃下缓慢加入10.0～15.0份聚醚醚酮粉末、2.0～5.0份缩合剂，搅拌溶液至澄清，然后迅速加入5.0～10.0份甲基化试剂，继续在0℃下反应2～4h后停止搅拌，将反应物倒入冰水中得到白色絮状产物，为氯甲基化聚醚醚酮，抽滤，并用蒸馏水将产物反复洗至中性，再用乙醇洗涤3～5遍后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；b)将3.0～4.0份氯甲基化的聚醚醚酮溶解于10.0～15.0份有机溶剂中，得到氯甲基化的聚醚醚酮溶液；常温下依次将10.0～15.0份有机溶剂、0.5～1.5份丙烯酸改性剂加入到反应器中搅拌溶解均匀，升温至60～80℃，滴加氯甲基化的聚醚醚酮溶液，在0.5～1h内滴加完毕，保持在60～80℃下继续反应5～8h，然后用旋转蒸馏法除去溶剂，用乙醇反复洗涤3～5遍后真空干燥，得所述丙烯酸改性聚醚醚酮。...
【技术特征摘要】
1.一种ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，其特征在于，所述ATRP合成的聚醚醚酮改性丙烯酸水性树脂，按重量份数计，其成分为：10.0～20.0份丙烯酸改性聚醚醚酮、30.0～60.0份软单体、6.0～12.0份硬单体、0.2～2.0份乳化剂、0.6～1.5份配体、1.0～2.0份催化剂、0.5～1.5份引发剂、去离子水50.0～80.0份；其中，所述配体为N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N’,N”-五甲基丙烯酸甲酯基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基丙烯酸正丁酯基三乙烯基四胺、2,2’-联吡啶、N,N,N’,N’,N”-五甲基二乙烯基三胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六甲基丙烯酸甲酯基三乙烯基四胺中的至少一种；所述催化剂为溴化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜、溴化铜中的至少一种；所述引发剂为4-[2-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)乙氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)癸氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[6-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)己氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、4-[10-(2-溴-2-甲基丙酰氧基)辛氧基]-4-氧代-2-磺酸基丁酸二钠、2-氯丙酰胺、2-溴丙酰胺、2-碘代丙烯酸甲酯、2-氯代丙腈、2-溴丙烯酸乙酯、2-溴丙烯酸甲酯、二溴丙烯酸乙酯、1-溴代乙腈、2-甲基-2-溴代丙烯酸乙酯、2-溴代异丁酸乙酯、2-溴丙烯酸乙酯、N,N-二乙基-2-溴代丙烯酰胺中的至少一种；所述丙烯酸改性聚醚醚酮，其制备步骤如下：a)将10.0～20.0份浓硫酸加入到反应器中，在0℃下缓慢加入10.0～15.0份聚醚醚酮粉末、2.0～5.0份缩合剂，搅拌溶液至澄清，然后迅速加入5.0～10.0份甲基化试剂，继续在0℃下反应2～4h后停止搅拌，将反应物倒入冰水中得到白色絮状产物，为氯甲基化聚醚醚酮，抽滤，并用蒸馏水将产物反复洗至中性，再用乙醇洗涤3～5遍后干燥，得氯甲基化的聚醚醚酮；b)将3.0～4.0份氯甲基化的聚醚醚酮溶解于10.0～15.0份有机溶剂中，得到氯甲基化的聚醚醚酮溶液；常温下依次将10.0～15.0份有机溶剂、0.5～1.5份丙烯酸改性剂加入到反应器中搅拌溶解均匀，升温至60～80℃，滴加氯甲基化的聚醚醚酮溶液，在0.5～1h内滴加完毕，保持在6...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢义鹏，
申请(专利权)人：合众佛山化工有限公司，韶关市合众化工有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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