一种用于涂料的改性丙烯酸树脂制造技术

本发明专利技术公开了一种用于涂料的改性丙烯酸树脂，包括以下原料：γ

【技术实现步骤摘要】
一种用于涂料的改性丙烯酸树脂


[0001]本专利技术属于高分子合成
，具体的，涉及一种用于涂料的改性丙烯酸树脂。

技术介绍

[0002]丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称。丙烯树脂具有色浅、透明度高、光亮丰满、涂膜坚韧、附着力强、耐腐蚀等优异的性能而被广泛应用于汽车、飞机、机械、电子、家具、建筑、皮革、纸张、工业塑料及日用品的涂饰。随着石油化工技术的发展，丙烯酸树脂类单体的价格大幅度下降，进一步促进丙烯酸树脂涂料的开发与应用。近年来，丙烯酸树脂涂料发展很快，目前占涂料的1/3以上，因此，丙烯酸树脂在涂料成膜树脂中居于重要地位。但其耐沾污、耐水、耐寒、耐热性差，易发生“热粘冷脆”现象，限制其进一步的应用，并且传统的丙烯酸树脂热固温度一般为100-140℃。丙烯酸树脂在较高的温度下才能固化不仅能耗高，还限制了丙烯酸树脂组合物在非高温领域中的应用。因此，降低丙烯酸树脂的固化温度，改善其“热粘冷脆”缺点，是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于涂料的改性丙烯酸树脂。
[0004]本专利技术需要解决的技术问题为：
[0005]现有技术中，水性丙烯酸树脂是具有优异的成膜性、光泽度、透明度、耐化学性等性能，但是单一的丙烯酸酯主要为热塑性材料，多为线性聚合物，分子链中缺少支链难以形成三维网状结构，从而导致聚合物材料出现耐低温性能、耐水性能、延展性性能等方面缺陷，严重制约丙烯酸树脂在涂料领域的应用。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种用于涂料的改性丙烯酸树脂，包括以下重量份的原料：γ-疏丙基三乙氧基硅烷6-8份、异佛尔酮二异氰酸酯5-10份、二月桂酸二丁基锡0.05-0.1份、对甲氧基苯酚0.1-0.3份、甲基丙烯酸羟乙酯8-10份、改性磷酸酯10-15份、改性丙烯酸单体10-20份、组分a20-30份、异丙醇30-40份、引发剂1-3份、三乙胺3-5份和去离子水20-40份；
[0008]该用于涂料的改性丙烯酸树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
[0009]第一步、将异佛尔酮二异氰酸酯加入三口烧瓶中，通入氮气30min后，向三口烧瓶中滴加二月桂酸二丁基锡，然后加入对甲氧基苯酚，在转速150-300r/min条件下，搅拌5-10min，控制反应温度71-73℃，向三口烧瓶中缓慢滴加1/3甲基丙烯酸羟乙酯，转速不变的条件下，反应3h后降温至50℃，再向三口烧瓶中加入γ-疏丙基三乙氧基硅烷，升温至71-73℃，转速不变的条件下反应3-5h，然后降至室温，得到预聚体；
[0010]第二步、将异丙醇加入三口烧瓶中，将三口烧瓶在油浴加热装置中升温至50℃，再向三口烧瓶中加入改性磷酸酯、改性丙烯酸单体、剩余2/3甲基丙烯酸羟乙酯、组分a、引发剂和1/3预聚体，在60-100r/min条件下搅拌20min，然后升温至70℃，将剩余2/3的预聚体在2h内滴加进三口烧瓶中，保持温度转速不变，继续反应4-6h，然后降温至50℃，加入三乙胺，
调节pH值为7-8，加入去离子水，转速500-800r/min条件下，搅拌30-60min，即得所述用于涂料的改性丙烯酸树脂。
[0011]进一步地，所述组分a为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异冰片酯按照质量比5-7:20:12-15:2-3:2-3混合而成。
[0012]进一步地，所述引发剂为偶氮二异丁腈。
[0013]进一步地，所述改性磷酸酯由如下步骤制成：
[0014]步骤S11、将腰果酚、三乙胺、三氯氧磷和氯仿加入三口烧瓶中，控制反应温度为58-62℃，在转速200-300r/min条件下，回流反应4-6h，反应结束后降温至室温，过滤，弃去滤渣，将滤液采用旋转蒸发仪在60-70℃下处理20-40min，得到混合物b，将混合物b用去离子水洗涤3-5次，最后在60-65℃烘箱中干燥至恒重，得到第一中间体；
[0015]步骤S12、将第一中间体、3-氯过氧苯甲酸和二氯甲烷加入三口烧瓶中，冰浴条件下，转速100-200r/min，反应3-5h，然后过滤，弃除滤渣，将滤液用质量分数10％碳酸钠溶液和去离子水分别洗涤3次，再采用旋转蒸发仪在40-45℃下处理20-30min，最后在50-55℃烘箱中干燥至恒重，得到第二中间体；
[0016]步骤S13、将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和第二中间体加入三口烧瓶中，控制温度为160-165℃，以转速300-500r/min搅拌5-8h，即得改性磷酸酯。
[0017]进一步地，步骤S11中所述腰果酚、三乙胺、三氯氧磷和氯仿的用量比为0.3mol：0.3ml：0.1mol：220-250mL；步骤S12中所述第一中间体、3-氯过氧苯甲酸和二氯甲烷的用量比为0.05mol：0.3mol：180-200mL；步骤S13中9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和第二中间体的摩尔比为0.03:0.18-0.20。
[0018]腰果酚作为一种农业副产品，是从天然腰果壳油中提取的，具有来源丰富、价格低廉和可再生性等优点，腰果酚的化学结构中兼具苯环结构、酚羟基和含不饱和双键的碳十五直链，酚羟基可以发生取代、缩合等化学反应，苯环结构具有良好的耐热性和刚性，不饱和双键的碳十五直链不仅能够提供优异的韧性和拒水性，还可以用作引发交联反应的活性位点，本专利技术将腰果酚与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物结合，采用腰果酚为原料，通过脱氯化氢、环氧化和开环化反应合成了改性磷酸酯，将改性磷酸酯作为原料加入本专利技术改性丙烯酸树脂中，赋予丙烯酸树脂优异的阻燃性能和韧性，当由本专利技术改性丙烯酸树脂制备的涂料受热或者燃烧时，改性磷酸酯会提前降解产生磷酸类化合物，有助于形成保护性炭层，保护内部基体免受外部火焰热量的辐射，阻止氧气和热量的渗透并抑制内部可燃性气体的逸出，从而抑制涂料的降解与火势的蔓延。并且9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物容易形成含磷自由基化合物，阻断燃烧过程中的自由基反应，发挥气相阻燃作用，抑制火焰的进一步蔓延。
[0019]进一步地，所述改性丙烯酸单体由如下步骤制成：
[0020]步骤S21、向三口烧瓶中依次加入辣椒素、三乙胺和二氯甲烷，将三口烧瓶置于冰水浴中，在转速200-300r/min条件下，反应至三口烧瓶内温度为2-4℃，得混合物A；
[0021]步骤S22、将丙烯酰氯和二氯甲烷加入烧杯中，转速100-150r/min搅拌20min，得到混合液B，将混合液B用滴管滴加至步骤S21的混合物A中，5min内滴加完毕，然后转速不变的条件下，继续搅拌30-60min，静置24h，得混合物C，将混合物C过滤，弃去滤液，将滤饼用饱和碳酸氢钠溶液洗涤两次，再用去离子水洗涤三次，在100-110℃的干燥箱中干燥至恒重，即
得改性丙烯酸单体。
[0022]进一步，步骤S21中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于涂料的改性丙烯酸树脂，其特征在于，包括以下重量份的原料：γ-疏丙基三乙氧基硅烷6-8份、异佛尔酮二异氰酸酯5-10份、二月桂酸二丁基锡0.05-0.1份、对甲氧基苯酚0.1-0.3份、甲基丙烯酸羟乙酯8-10份、改性磷酸酯10-15份、改性丙烯酸单体10-20份、组分a20-30份、异丙醇30-40份、引发剂1-3份、三乙胺3-5份和去离子水20-40份；该用于涂料的改性丙烯酸树脂的制备方法，具体包括以下步骤：第一步、将异佛尔酮二异氰酸酯加入三口烧瓶中，通入氮气30min后，向三口烧瓶中滴加二月桂酸二丁基锡，然后加入对甲氧基苯酚，在转速150-300r/min条件下，搅拌5-10min，控制反应温度71-73℃，向三口烧瓶中缓慢滴加1/3甲基丙烯酸羟乙酯，转速不变的条件下，反应3h后降温至50℃，再向三口烧瓶中加入γ-疏丙基三乙氧基硅烷，升温至71-73℃，转速不变的条件下反应3-5h，然后降至室温，得到预聚体；第二步、将异丙醇加入三口烧瓶中，将三口烧瓶在油浴加热装置中升温至50℃，再向三口烧瓶中加入改性磷酸酯、改性丙烯酸单体、剩余2/3甲基丙烯酸羟乙酯、组分a、引发剂和1/3预聚体，在60-100r/min条件下搅拌20min，然后升温至70℃，将剩余2/3的预聚体在2h内滴加进三口烧瓶中，保持温度转速不变，继续反应4-6h，然后降温至50℃，加入三乙胺，调节pH值为7-8，加入去离子水，转速500-800r/min条件下，搅拌30-60min，即得所述用于涂料的改性丙烯酸树脂。2.根据权利要求1所述的一种用于涂料的改性丙烯酸树脂，其特征在于，所述组分a为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异冰片酯按照质量比5-7:20:12-15:2-3:2-3混合而成。3.根据权利要求1所述的一种用于涂料的改性丙烯酸树脂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈。4.根据权利要求1所述的一种用于涂料的改性丙烯酸树脂，其特征在于，所述改性磷酸酯由如下步骤制成：步骤S11、将腰果酚、三乙胺、三氯氧磷和氯仿加入三口烧瓶中，控制反应温度为58-62℃，在转速200-300r/min条件下，回流反应4-6h，反应结束后降温至室温，过滤，弃去滤渣，将滤液采用旋转蒸发仪在60-70℃下处理20...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵少龙，
申请(专利权)人：广州兴峰达环保新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：