一种羟基丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种羟基丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用，所述羟基丙烯酸树脂乳液的制备原料包括：偏苯三酸酐、第一含羟基丙烯酸、混合单体、引发剂和链转移剂的组合；所述羟基丙烯酸树脂乳液通过在制备原料中添加偏苯三酸酐，偏苯三酸酐与含羟基丙烯酸进行反应，得到改性中间体，所述改性中间体可以进一步与混合单体进行反应，使得最终得到的羟基丙烯酸树脂具有较多的支化结构，进而具有较低的粘度，有利于提高所述羟基丙烯酸树脂乳液的固含；且所述羟基丙烯酸树脂乳液的制备方法简易，成本低廉，具有较高的经济价值。具有较高的经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种羟基丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种羟基丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]丙烯酸树脂涂料具有色浅、耐光、耐老化、耐化学品等优良性能，广泛应用于飞机、汽车、仪器设备、建筑、家具等工业和民用领域的涂装与保护。目前丙烯酸树脂乳液的浓度低，涂料施工性差，漆膜呈网状不丰满，且有大量的挥发性有机化合物(VOC)存在，污染环境的同时也会带来安全隐患。随着人们环境保护意识的增强和法律法规的日益严格，高固含量的羟基丙烯酸树脂成为人们研究的目标。
[0003]传统的羟基丙烯酸树脂是采用功能化的乙烯类单体经自由基聚合得到的线型高分子，在浓度高时易发生分子间的互相缠绕，具有较大的运动阻力，在保证高固含量的条件下，难以得到低粘度的乳液。目前，合成高固含量、低粘度的羟基丙烯酸树脂是通过改变单体配比、溶剂种类和添加不同的引发剂及链转移剂等方法实现的。CN101921357A公开了一种高固低粘羟基丙烯酸树脂及其制备方法。其原料含有以下质量份：溶剂25～35份、丙烯酸0.2～2份、甲基丙烯酸甲酯7～16份、苯乙烯15～35份、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯3～10.5份、含羟基丙烯酸单体12～23份和引发剂1.5～8份。制备时首先加压反应得到产品。该专利技术得到的羟基丙烯酸树脂，固体分可高达65～75％，粘度仅为1000～2500mps。且该专利技术工艺中使用的溶剂价格低廉，无需使用昂贵的高沸点溶剂，制备工艺简单，生产成本较低。但是这种方法所制备的羟基丙烯酸树脂仍为线型分子结构，分子间的缠绕不可避免，其固含量高时，粘度过大，施工时需加入大量有机溶剂稀释。
[0004]因此可以看出，简单改变单体配比、溶剂种类等方法难以得到高固含量、低粘度的羟基丙烯酸树脂乳液。CN101914185A公开了一种羟基丙烯酸树脂水分散体的制造方法及用该方法制造的羟基丙烯酸树脂水分散体和这种羟基丙烯酸树脂水分散体为成膜物的水性涂料，该羟基丙烯酸树脂水分散体通过分步自由基溶液聚合法制备，通过采用特定类型的引发剂，辅以链转移剂，并以较高温度聚合反应，使所得水分散树脂微粒具有核壳结构。核亲水性弱，不含羧基；壳亲水性强，富含羧基，从而可以稳定存储。所得的羟基丙烯酸树脂水分散体具有溶剂含量低、高固低粘的特点，用其与水性氨基树脂或水性聚氨酯交联剂配合制备的涂膜具有光泽高，耐水好、耐候性优良的特点。可用做制备高性能环境友好工业防护漆的优秀基料，广泛应用于各领域的面漆和底面合一漆。但是该羟基丙烯酸树脂的制备过程涉及两步操作，操作过于复杂，不利于工业化大批量生产。
[0005]CN103319666A公开了一种超支化改性羟基丙烯酸树脂水分散体及制备方法与应用。该方法将溶剂和5～10％质量的引发剂混合，升温至回流温度；将原料配方中的主单体、功能单体、超支化改性剂、40～60％质量的原料中引发剂和链转移剂混合，得混合物；先一次性预投10～20％质量的混合物于升温至120～180℃的容器中；半小时后，滴入剩余的混合物；保温，加入剩余的引发剂，再保温，得丙烯酸树脂；降温，滴加中和剂，加入助溶剂、去
离子水，分散后得超支化改性羟基丙烯酸树脂水分散体；该专利技术制备的分散体分子链上含有较多的超支化聚合物支链，使羟基丙烯酸树脂的水分散体在较高的固含量时依然保持很低的粘度，有利于形成高丰满度、均匀一致的涂膜。但这种制备方法需要使用事先合成的超支化改性剂低聚物，该低聚物的合成繁琐，且价格昂贵，同样不利于大规模工业化生产。
[0006]因此，开发一种粘度低、股含高且制备方法简单的羟基丙烯酸树脂乳液，是目前迫在眉睫需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种羟基丙烯酸树脂乳液及其制备方法和应用；所述羟基丙烯酸树脂乳液的制备原料中添加了偏苯三酸酐，偏苯三酸酐可以和含羟基丙烯酸酯进行反应，得到的中间产物可以进一步与混合单体进行反应，进而得到支化度较高的羟基丙烯酸树脂乳液，所述羟基丙烯酸树脂乳液具有固含量高、粘度低的优点，因此使用时可以减少VOC排放，符合当前环保要求，具有较高应用价值。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种羟基丙烯酸树脂乳液，所述羟基丙烯酸树脂乳液的制备原料按照重量份包括：偏苯三酸酐0.3～3重量份、第一含羟基丙烯酸酯0.3～5重量份、混合单体51.5～88重量份、引发剂0.5～2.5重量份和链转移剂0.5～1.5重量份。
[0010]所述偏苯三酸酐可以为0.6重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份、1.9重量份、2.1重量份、2.3重量份、2.5重量份或2.9重量份等。
[0011]所述第一含羟基丙烯酸可以为0.8重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.9重量份、2.5重量份、2.8重量份、3.1重量份、3.4重量份、3.8重量份、4.3重量份或4.9重量份等。
[0012]所述混合单体可以为53重量份、56重量份、59重量份、63重量份、66重量份、69重量份、73重量份、76重量份、79重量份、83重量份或86重量份等。
[0013]所述引发剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份、1.9重量份、2.1重量份或2.3重量份等。
[0014]所述链转移剂可以为0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份或1.4重量份等。
[0015]本专利技术提供的羟基丙烯酸树脂乳液的制备原料包括偏苯三酸酐、第一含羟基丙烯酸酯、混合单体、引发剂和链转移剂的组合；在原料中添加特定份数的偏苯三酸酐，所述偏苯三酸酐可以和第一羟基丙烯酸酯进行反应，得到的产物可以进一步与混合单体进行反应，得到支化程度较高、粘度较低的羟基丙烯酸树脂，进而可以有效提高所述丙烯酸树脂乳液的固含。
[0016]优选地，所述羟基丙烯酸树脂乳液的固含大于70％，例如72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％、86％、88％或90％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0017]优选地，所述羟基丙烯酸树脂乳液的粘度为2500～3500mPa
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s，例如2600mPa
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s、2700mPa
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s、2800mPa
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s、2900mPa
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s、3000mPa
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s、3200mPa
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s或3400mPa
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s，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0018]优选地，所述混合单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、第二含羟基丙烯酸、丙烯酸或叔碳酸缩水甘油酯中的任意一种或至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羟基丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂乳液的制备原料按照重量份包括：偏苯三酸酐0.3～3重量份、第一含羟基丙烯酸0.3～5重量份、混合单体51.5～88重量份、引发剂0.5～2.5重量份和链转移剂0.5～1.5重量份。2.根据权利要求1所述的羟基丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂乳液的固含不低于70％；优选地，所述羟基丙烯酸树脂乳液的粘度为2500～3500mPa
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s。3.根据权利要求1或2所述的羟基丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述混合单体包括苯乙烯、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、第二含羟基丙烯酸、丙烯酸或叔碳酸缩水甘油酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述混合单体按照重量份包括：苯乙烯10～15重量份、甲基丙烯酸烷基酯15～25重量份、丙烯酸烷基酯8～14重量份、第二含羟基丙烯酸14～26重量份、丙烯酸0.5～1重量份或叔碳酸缩水甘油酯4～7重量份；优选地，所述甲基丙烯酸烷基酯包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述丙烯酸烷基酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯或丙烯酸异冰片酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第一含羟基丙烯酸和第二含羟基丙烯酸各自独立地包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丁酯或丙烯酸羟丁酯中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1～3任一项所述的羟基丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述引发剂包括偶氮二异丁腈、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化异壬酸叔丁酯或过氧化
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乙基己酸叔丁酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述链转移剂包括巯基乙醇和/或正十二烷基硫醇。5.根据权利要求1～4任一项所述的所述羟基丙烯酸树脂乳液，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂乳液中还包括催化剂和/或溶剂；优选地，所述羟基丙烯酸树脂乳液中催化剂与偏苯三酸酐的质量比为1:(8～12)；优选地，所述催化剂包括钛酸异丙酯；优选地，所述羟基丙烯酸树脂乳液中溶剂的含量为30～35重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志华，康劲，孟祥伟，
申请(专利权)人：长兴化学天津有限公司，
类型：发明
国别省市：