一种水性偏氯乙烯共聚树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水性偏氯乙烯共聚树脂及其制备方法，先将偏氯乙烯、丙烯酸酯、功能单体、乳化剂、分子量调节剂和水加至反应器中，搅拌均匀得预乳化液，再加入引发剂过硫酸铵和亚硫酸氢钠，恒温引发聚合反应制备得到偏氯乙烯共聚树脂。依据本发明专利技术方案制备的树脂呈乳液状，水分散性好，可作为功能树脂直接添加到水性偏氯乙烯涂料中，能有效提高偏氯乙烯涂料在金属表面的附着力，同时对涂料的阻隔性能不产生影响。

【技术实现步骤摘要】
一种水性偏氯乙烯共聚树脂及其制备方法
本专利技术涉及涂料树脂，尤其是涉及一种水性偏氯乙烯共聚树脂及其制备方法。
技术介绍
偏氯乙烯(VDC)合成的乳胶是一种阻隔性能优异的涂层树脂材料，在国内外已形成系列产品，得到了广泛应用。将偏氯乙烯乳胶与功能助剂、颜填料共同分散可制得水性偏氯乙烯涂料，该类涂料具有良好的防潮、耐磨、耐油、耐化学品侵蚀和阻燃等优异性能，但其在金属基材上附着力不佳，漆膜容易大面积整体脱落，这严重制约了其在金属防腐涂料领域的应用。采用偏氯乙烯与丙烯酸酯等单体共聚制备偏氯乙烯共聚乳胶，可以提高树脂在金属表面的附着力，但共聚单体的引入会影响涂层致密性，导致阻隔性能下降。向水性偏氯乙烯涂料中外加附着力增强树脂能在一定程度上提高涂层在金属表面的附着力，但偏氯乙烯树脂结晶性强，与普通附着力增强树脂相容性差，漆膜成膜过程中乳胶易与外加附着力树脂发生相分离，导致涂层附着力下降。因此，急需开发一种能提高水性偏氯乙烯涂料在金属表面附着力的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种水性偏氯乙烯共聚树脂及其制备方法，依据本专利技术方案所制备偏氯乙烯共聚树脂与水性偏氯乙烯涂料具有良好的相容性，能有效增强水性偏氯乙烯涂料在金属表面的附着力。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将偏氯乙烯、丙烯酸酯、功能单体、乳化剂、分子量调节剂和水加入反应器中，在冰浴下搅拌进行预乳化，得到预乳化液，其中乳化剂为十二烷基磺酸钠和烷基糖苷，乳化剂的用量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的1％～3％，其中十二烷基磺酸钠和烷基糖苷的质量百分比例为(45～50)％:(50～55)％；(2)在惰性气体保护下，将反应体系升温至36℃，分别加入引发剂亚硫酸氢钠和过硫酸铵水溶液，引发剂为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的0.1～0.5％，恒温反应，制得水性偏氯乙烯共聚乳胶。所述偏氯乙烯占偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的60％～80％。所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或几种组合。所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种。所述偏氯乙烯、丙烯酸酯、功能单体的质量百分比例为(60～80)％:(10～30)％:(5～15)％。所述水的加入量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的85～120％。所述分子量调节剂为2-巯基丁酸、3-巯基丁酸乙酯、3-巯基己醇丁酸酯中的一种，加入量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的0.1％～0.5％。所述步骤(2)梯度升温反应6～12小时。所述水性偏氯乙烯共聚树脂的外观呈乳液状，25℃粘度为180～350mPa·s，pH为1.5～3.5，固含量45％～55％。上述水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法制得的水性偏氯乙烯共聚树脂。本专利技术的有益效果是：(1)依据本专利技术方案所制备的偏氯乙烯共聚树脂具有良好的水分散性，可以直接添加于水性涂料中；(2)所制备树脂中偏氯乙烯为主要单体单元，占单体总质量百分比例大于60％，与水性偏氯乙烯涂料具有良好的相容性；(3)所制备树脂玻璃化转变温度低于室温，树脂易与偏氯乙烯涂料所用偏氯乙烯乳液融合；(4)所制备树脂添加于水性偏氯乙烯涂料中，可显著提升涂层在金属表面的附着力和防腐性能，同时对涂层阻隔性能不产生影响。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本
技术实现思路
。需要说明的是下述实施例中各原料的添加量和反应条件的改变都能实现本专利技术技术方案。本专利技术的一种水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)将偏氯乙烯、丙烯酸酯、功能单体、乳化剂、分子量调节剂和水加入反应器中，在冰浴下搅拌进行预乳化，得到预乳化液，其中乳化剂为十二烷基磺酸钠和烷基糖苷，乳化剂的用量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的1％～3％，其中十二烷基磺酸钠和烷基糖苷的质量百分比例为(45～50)％:(50～55)％；(2)在惰性气体保护下，将反应体系升温至36℃，分别加入引发剂亚硫酸氢钠和过硫酸铵水溶液，引发剂为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的0.1～0.5％，恒温反应，制得水性偏氯乙烯共聚乳胶。所述偏氯乙烯、丙烯酸酯、功能单体的质量百分比例为(60～80)％:(10～30)％:(5～15)％。所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或几种组合。所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或几种。所述水的加入量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的85～120％。所述分子量调节剂为2-巯基丁酸、3-巯基丁酸乙酯、3-巯基己醇丁酸酯中的一种，加入量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的0.1％～0.5％。所述引发剂用量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的0.2～0.3％，其中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量百分比例为60％:40％。所述步骤(2)梯度升温反应6～12小时。上述水性偏氯乙烯共聚乳胶的制备方法制得的水性偏氯乙烯共聚乳胶。具体地说，所述偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体的质量百分比优选为(73～77)％:(17～20)％:(6～9)％，即所述质量百分比例为“偏氯乙烯占单体总质量的百分比:丙烯酸酯占单体总质量的百分比:功能单体占单体总质量的百分比”。所述丙烯酸酯优选为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯，最优选为丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯二者的组合，其中丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯的质量百分比例为(35～40)％:(60～65)％。所述功能单体优选为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯三者的组合，其中丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯的质量百分比例为(45～55)％:(15～20)％:(30～35)％。所述的乳化剂用量优选为单体总质量的1.7～2.5％，其中十二烷基磺酸钠和烷基糖苷的质量百分比例为(45～50)％:(50～55)％。所述分子量调节剂用量优选为单体总质量的0.15～0.25％。所述引发剂用量优选为单体总之量的0.2～0.3％，其中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量百分比例为60％:40％。所述水性偏氯乙烯共聚树脂的外观呈乳液状，25℃粘度为180～350mPa·s，pH为1.5～3.5，固含量45％～55％。实施例1将1.00g十二烷基磺酸钠和1.15g烷基糖苷溶解于110g去离子水中，搅拌至乳化剂完全溶解，冰浴条件下加入20.00g丙烯酸丁酯，70.00g偏氯乙烯，3.10g丙烯酸，2.50g2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯，0.20g2-巯基丁酸，高速搅拌乳化30分钟，得到预乳液。预乳液转移至反应器中，抽真空、充氮气三次，升温至36℃，加入溶于1mL水的0.18g过硫酸铵和溶于1mL水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将偏氯乙烯、丙烯酸酯、功能单体、乳化剂、分子量调节剂和水加入反应器中，在冰浴下搅拌进行预乳化，得到预乳化液，其中乳化剂为十二烷基磺酸钠和烷基糖苷，乳化剂的用量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的1％～3％，其中十二烷基磺酸钠和烷基糖苷的质量百分比例为(45～50)％:(50～55)％；/n(2)在惰性气体保护下，将反应体系升温至36℃，分别加入引发剂亚硫酸氢钠和过硫酸铵水溶液，引发剂为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的0.1～0.5％，恒温反应，制得水性偏氯乙烯共聚树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将偏氯乙烯、丙烯酸酯、功能单体、乳化剂、分子量调节剂和水加入反应器中，在冰浴下搅拌进行预乳化，得到预乳化液，其中乳化剂为十二烷基磺酸钠和烷基糖苷，乳化剂的用量为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的1％～3％，其中十二烷基磺酸钠和烷基糖苷的质量百分比例为(45～50)％:(50～55)％；
(2)在惰性气体保护下，将反应体系升温至36℃，分别加入引发剂亚硫酸氢钠和过硫酸铵水溶液，引发剂为偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的0.1～0.5％，恒温反应，制得水性偏氯乙烯共聚树脂。


2.根据权利要求1所述水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法，其特征在于，所述偏氯乙烯占偏氯乙烯、丙烯酸酯和功能单体总质量的60％～80％。


3.根据权利要求1所述水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述水性偏氯乙烯共聚树脂的制备方法，其特征在于，所述功能单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王滨，林俊铭，陈宇，刘丽娟，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12