一种高固体分羟基丙烯酸树脂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种高固体分羟基丙烯酸树脂及其制备方法与应用。滴加不含羧基的丙烯酸酯的混合单体A，进行合成；加入星形状的支化聚酯树脂；滴加含羧基丙烯酸酯的混合单体B，合成出一种星形聚酯杂化的含羟基丙烯酸酯共聚物，即高固体分羟基丙烯酸树脂。本发明专利技术采用多步分段法共聚合成羟基丙烯酸树脂，且聚合物链段中含有星形状的支化聚酯结构。该聚酯杂化含羟基丙烯酸树脂作为涂料的基料，与多异氰酸酯进行固化交联，制备的高固体分双组分聚氨酯涂料具有极为出色的外观、优异的耐候性、耐腐蚀性，良好的耐化学药品性和优良的机械性能，作为面漆，在工业和防腐涂装中可广泛应用。在工业和防腐涂装中可广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高固体分羟基丙烯酸树脂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于树脂制备
，尤其是涉及一种高固体分羟基丙烯酸树脂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]丙烯酸酯涂料是一种性能优良的合成树脂涂料，具有优异的保光、保色性及耐候性，且施工方便，固化方式多样，在涂料领域中居于重要地位。丙烯酸树脂按其成膜特性分为热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂其成膜主要靠溶剂挥发使大分子成膜，成膜过程中没有化学反应发生，为单组分体系，施工方便；热固性树脂也称为反应交联型树脂，其成膜过程中伴有几个组分可反应基团的交联反应，因此涂膜具有网状结构，其耐溶剂性、耐化学品性好。
[0003]随着科学技术和社会生产力的不断发展，人类对生活环境也日益重视，环保问题已在全世界范围受到普遍关注，逐步淘汰一些对环境和人体有害的原材料已是势所必然，涂料工业已深切地感受到来自环境的压力。而国家强制标准《GB 30981
‑
2020工业防护涂料中有害物质限量》以及更加严苛的标准《GB/T 38597
‑
2020低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》的推出，使一般固体分的丙烯酸酯涂料应用受限，开发高固体低VOC的产品来替代现有产品势在必行。高固体分羟基丙烯酸酯树脂是制备高固体分双组分聚氨酯涂料的主要基料，作为高装饰性的环境适应型涂料，用于机械设备、大客车、工程车辆、工业防腐等领域。因此，开发研究高固体分羟基丙烯酸酯树脂，是重中之重。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种高固体分羟基丙烯酸树脂及其制备方法与应用，以满足《GB/T 38597
‑
2020低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]本专利技术首先提供一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)滴加不含羧基的丙烯酸酯的混合单体A，进行合成；
[0008](2)加入星形状的支化聚酯树脂；
[0009](3)滴加含羧基丙烯酸酯的混合单体B，合成出一种星形聚酯杂化的含羟基丙烯酸酯共聚物，即高固体分羟基丙烯酸树脂。
[0010]在本专利技术的一个实施方式中，高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0011](1)在反应釜中加入溶剂，通入氮气，搅拌升温至指定温度，开始滴加混合单体A，在1～2小时内滴完；
[0012](2)步骤(1)滴加完毕后，保温20
‑
40min(优选为30min)，加入星形状的支化聚酯树脂，进行充分搅拌；
[0013](3)步骤(2)加入完毕后，开始滴加混合单体B，在1.5～2.5小时内滴完；
[0014](4)滴加结束后，在此温度下保温20
‑
40min(优选为30min)，补加引发剂，保持温度不变，继续保温2～4h；
[0015](5)降温至70～80℃，兑入溶剂稀释，制得无色透明的高固体分羟基丙烯酸树脂。
[0016]在本专利技术的一个实施方式中，所述混合单体A为由以下重量份的组分组成的混合物：
[0017][0018]在本专利技术的一个实施方式中，所述混合单体B为由以下重量份的组分组成的混合物：
[0019][0020][0021]在本专利技术的一个实施方式中，混合单体A与混合单体B的质量比例为1:1～1:3。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，溶剂、混合单体A、星形状的支化聚酯树脂、混合单体B、引发剂的质量用量比为15～30：6.2～45.2：10～40：10.3～74.9：0.05～0.5。
[0023]在本专利技术的一个实施方式中，所述高固体分羟基丙烯酸树脂由以下原料及质量百分含量的组分制备而成：
[0024][0025][0026]在本专利技术的一个实施方式中，所述星形状的支化聚酯树脂，其结构如下：
[0027][0028]其中，R1、R2分别为烷基，且R1选取的烷基和R2选取的烷基一共有7个碳原子，例如：R1选取CH3，R2选取C6H
13
；R1选取C2H5，R2选取C5H
11
；或者R1选取C3H7，R2选取C4H9以及其它可能。
[0029]所述星形状的支化聚酯树脂结构中叔碳酸基团的α碳原子上具有丰富的烷基，形成了极大的空间位阻效应和屏蔽作用，不但对自身而且对周围的基团也起到保护的作用；同时由于烷基的非极性及其对紫外光的稳定性，使得该结构分子极性小，具有极强的疏水性，防止水气渗入，且对紫外光不敏感。将其引入到树脂结构中可进一步提高树脂的耐候性。同时，其大侧链的叔碳基减弱了聚合物分子链之间的相互作用，降低了链与链之间的缠绕几率，使得树脂黏度降低。
[0030]在本专利技术的一个实施方式中，所述星形状的支化聚酯树脂可以根据提供的结构，采用本领域常规技术手段来制备得到。
[0031]在本专利技术的一个实施方式中，所述单体ACE选择如下结构中的一种或两种：
[0032]结构I：
[0033][0034]结构II：
[0035][0036]结构I或结构II中，R1、R2分别为烷基，且R1选取的烷基和R2选取的烷基一共有7个碳原子，例如：R1选取CH3，R2选取C6H
13
；R1选取C2H5，R2选取C5H
11
；或者R1选取C3H7，R2选取C4H9以及其它可能。
[0037]在本专利技术的一个实施方式中，所述单体ACE是由叔碳酸缩水甘油酯与丙烯酸反应而成的一种混合物。
[0038]在本专利技术的一个实施方式中，所述丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯选自丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸
‑2‑
乙基己酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸异丁酯等单体的一种或者数种。
[0039]在本专利技术的一个实施方式中，所述丙烯酸羟烷基酯或甲基丙烯酸羟烷基酯选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或甲基丙烯酸羟丁酯的一种或者数种。
[0040]在本专利技术的一个实施方式中，所述含环状基团的丙烯酸酯或含环状基团的甲基丙烯酸酯选自丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸
‑4‑
叔丁基环己酯或甲基丙烯酸
‑4‑
叔丁基环己酯中的一种或者数种。这类含环状基团的丙烯酸酯或含环状基团的甲基丙烯酸酯的引入对于降低聚合物的黏度具有非常大的帮助，这是由于环状基团其立体结构造成的位阻，可以有效的防止链段与链段之间的缠绕。
[0041]在本专利技术的一个实施方式中，所述不饱和羧酸选自丙烯酸或甲基丙烯酸的一种或数种。
[0042]在本专利技术的一个实施方式中，所述其它乙烯类单体选自苯乙烯、对甲基苯乙烯或丙烯腈中的一种或者数种。
[0043]在本专利技术的一个实施方式中，所述引发剂选自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)滴加不含羧基的丙烯酸酯的混合单体A，进行合成；(2)加入星形状的支化聚酯树脂；(3)滴加含羧基丙烯酸酯的混合单体B，合成出一种星形聚酯杂化的含羟基丙烯酸酯共聚物，即高固体分羟基丙烯酸树脂；混合单体A与混合单体B的质量比例为1:1～1:3。2.根据权利要求1所述的一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在反应釜中加入溶剂，通入氮气，搅拌升温至指定温度，开始滴加混合单体A，在1～2小时内滴完；(2)步骤(1)滴加完毕后，保温，加入星形状的支化聚酯树脂，进行充分搅拌；(3)步骤(2)加入完毕后，开始滴加混合单体B，在1.5～2.5小时内滴完；(4)滴加结束后，在此温度下保温，补加引发剂，保持温度不变，继续保温2～4h；(5)降温至70～80℃，兑入溶剂稀释，制得无色透明的高固体分羟基丙烯酸树脂；溶剂、混合单体A、星形状的支化聚酯树脂、混合单体B、引发剂的质量用量比为15～30：6.2～45.2：10～40：10.3～74.9：0.05～0.5。3.根据权利要求1或2所述的一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，所述混合单体A为由以下重量份的组分组成的混合物：所述混合单体A为由以下重量份的组分组成的混合物：4.根据权利要求1或2所述的一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，所述混合单体B为由以下重量份的组分组成的混合物：
5.根据权利要求1或2所述的一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，所述高固体分羟基丙烯酸树脂由以下原料及质量百分含量的组分制备而成：
6.根据权利要求1或2所述的一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，所述星形状的支化聚酯树脂，其结构如下：其中，R1、R2分别为烷基，且R1选取的烷基和R2选取的烷基一共有7个碳原子。7.根据权利要求1或2所述的一种高固体分羟基丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于，所述单体ACE选择如下结构中...

【专利技术属性】
技术研发人员：章奕，郑枫锋，陈凌峰，汪沁，
申请(专利权)人：上海华谊涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：