一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法和应用，制备方法包括：S1）季戊四醇与羧酸反应得到中间体；S2）中间体、丙烯酸异辛酯、丙烯酸仲丁酯、偶氮二异丁腈制得混合物；S3）将醋酸乙酯和乙二醇丁醚混合作为底料，滴加混合物，保温补加偶氮二异丁腈，保温后完成；本发明专利技术还提出高分子丙烯酸改性消泡剂在建筑、钢材、皮塑、家电用涂料中的应用。本发明专利技术通过羧酸取代季戊四醇制得中间体，通过调整季戊四醇与羧酸的质量比保证成品消泡剂的羟基含量和粘度，通过控制混合物的滴加速度来控制消泡剂粘度；本发明专利技术所得消泡剂与涂料配合使用时相容性好，附着力强，不易挥发，无迁移效应，成膜稳定性高，不会产生气泡，适宜推广使用。适宜推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚酯涂料消泡剂
，尤其涉及一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酯涂料，即以聚酯树脂为主要成分的涂料，其具有工艺性能好、高附着力，固化后硬度大、耐磨性能好、柔韧性良好的特点，常用于金属防锈涂料、室外金属构件涂料等领域。然而，随着大气环境的多变性和污染物增加，对金属防锈涂料提出的更为严格的要求，如何进一步提高聚酯树脂涂料的绝缘性能，增强其水性绝缘能力，成为业界研究的重要课题。
[0003]然而在聚酯涂料应用时，最常见的问题也是难以解决的问题——消泡，涂料中气泡量过大，容易造成最终涂布形成的漆膜有缺陷且不平整，从而造成整个漆膜的绝缘性和防锈性能均较差。
[0004]传统消泡方案包括物理消泡和化学消泡。物理消泡即在涂布前对聚酯涂料进行超声震荡、刮泡或静止等处理，使涂料内部气泡量减少的过程；化学消泡即在聚酯涂料添加消泡剂以达到消泡的过程，消泡剂包括羧酸酯及其金属盐类、聚醚类、有机硅类以及复合型消泡剂。
[0005]现有众多消泡剂均存在对聚酯涂料的成膜影响和迁移现象、层间附着力、相容性和对膜性能的影响等等，亟待开发新型消泡剂以避免以上缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法和应用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法，包括以下步骤：S1）采用季戊四醇与羧酸反应得到中间体；S2）用S1）所得中间体与丙烯酸异辛酯、丙烯酸仲丁酯、偶氮二异丁腈混合，得混合物；S3）将醋酸乙酯与乙二醇丁醚混合后得到底料，控制底料温度为80~88℃，滴加S2）所得的混合物，3~4h滴加完成，80~88℃保温1h后，补加偶氮二异丁腈，继续在80~88℃保温2h后，得到高分子丙烯酸改性消泡剂成品。
[0008]需要说明的是，在制备过程中，混合物的滴加速率过快温度会迅速升高，导致爆聚；滴加时间过长增加能耗的同时引发剂时间过长分子量偏大，内聚力增加，物料与涂料相容性就会越差；滴加时间过短分子量偏小对，反应不充分，导致粘度低，物料内单体过多，成品的稳定性差。
[0009]优选地，S1）中的羧酸为己二酸、间苯二甲酸、月桂酸或苯甲酸中的至少一种。
[0010]月桂酸和苯甲酸为传统的羧酸类消泡剂，通过缩合反应生产得到部分酯基取代的季戊四醇；己二酸和间苯二甲酸为二元酸，通过缩聚反应生产较长链的聚酯分子链，具有一定粘度，与聚酯涂料的主材料聚酯有良好的相容性，这一点与传统小分子羧酸酯类、聚醚类及有机硅类消泡剂相比，本专利技术具有明显优势，不影响成膜性及成膜后的附着力及耐久性。
[0011]进一步地，S1）中的季戊四醇与羧酸的质量比为0.5~2：1。羟基与羧基比例控制酸值。
[0012]进一步地，S1）所得中间体的酸值为45~50mgKOH/g。酸值又称酸价，是指中和1g有机物中的游离酸所需消耗氢氧化钾的毫克数；酸值的大小反映了脂肪中游离酸含量的多少。酸值大小反映出季戊四醇羟基缩合反应程度，亦即季戊四醇被酯基取代的数量。
[0013]优选地，S2）所得混合物中，中间体、丙烯酸异辛酯、丙烯酸仲丁酯和偶氮二异丁腈的质量比为180~200：25~35：5~8：0.8~1.1。
[0014]偶氮二异丁腈催化丙烯酸异辛酯和丙烯酸仲丁酯聚合反应，生产聚丙烯酸酯分子链，与部分羟基被酯基取代的季戊四醇进行酯基交换，得到侧链带有季戊四醇羧酸酯的聚丙烯酸酯，属于对传统羧酸酯类消泡剂的改性处理，传统小分子羧酸酯类消泡剂在溶入涂料使用后，易挥发易渗漏至基体材料中，造成涂料成膜后释放有机溶剂，一是不利于环保安全，二是易造成涂料膜内部气孔乃至膜变形，造成涂料膜稳定性差。
[0015]优选地，S3）的底料中醋酸乙酯与乙二醇丁醚的质量比为1~3：1。
[0016]醋酸乙酯和乙二醇丁醚均为常用有机溶剂，其中乙二醇丁醚为环氧乙烷的衍生物常用作各种树脂和橡胶的溶剂使用，且常用在金属表面涂料的分散剂，与聚酯涂料表现良好的亲和性。
[0017]优选地，S3）中，混合物与底料的质量比为1：0.3~0.5。
[0018]优选地，S3）中补加的偶氮二异丁腈与混合物的质量比为0.0005~0.0006：1。
[0019]保温过程为聚丙烯酸酯的扩链反应，进一步降低高分子丙烯酸改性消泡剂成品中丙烯酸酯单体的含量，保证成品加入到涂料使用成膜时无明显气泡，且保证消泡剂的储放稳定性。
[0020]根据前述制备方法，本专利技术得到一种新型的高分子丙烯酸改性消泡剂。
[0021]反应过程中，控制高分子丙烯酸改性消泡剂成品的格式管粘度控制在85~105秒，完成后酸值保持在45~60mgKOH/g。换算为标准粘度约为6000~8000，与涂料中聚酯分子粘度接近，加到聚酯涂料中不会造成稀释及溶解性的问题。
[0022]本专利技术将得到的高分子丙烯酸改性消泡剂在建筑、钢材、皮塑、家电用涂料中的应用。使用时，高分子丙烯酸改性消泡剂添加量占涂料总量0.2~1%，适合涂料种类：聚酯、环氧、丙烯酸、聚氨酯等体系的树脂涂料。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术预先通过调整季戊四醇与羧酸的质量比，来控制部分酯基取代的季戊四醇羧酸酯中间体的酸值（GB/T264~83），即保证最终成品消泡剂中羟基含量，在45~50mgKOH/g，保证单位质量消泡剂的消泡能力；2.本专利技术通过羧酸取代季戊四醇，将传统羧酸类消泡剂或二元酸与季戊四醇通过化学键结合，提高分子量，降低后续消泡剂组分的挥发性，同时也提高消泡剂粘度，使之与涂料粘度接近，提高溶解性及与聚酯涂料的相容性；
3.本专利技术通过控制各组分质量比，控制消泡剂酸值保持在45~60mgKOH/g，并控制粘度，减少迁移性，增加附着力性和相容性能；4.本专利技术通过控制混合物的滴加速度和滴加时间来控制聚合反应速率，从而得到目标粘度的成品消泡剂，使其酸值和粘度均满足需求，与涂料配合使用时相容性好，附着力强，同时高分子消泡剂不易挥发，无迁移效应，成膜稳定性高，不会产生气泡，适宜推广使用。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]中间体制备例：传统的醇酸缩合一般采用加入少量（占中间体总量的1~3%）的催化剂（质量浓度35%的浓HCl或质量浓度98%的浓H2SO4），在60~110℃下加热反应30min~2h。
[0026]本制备例组采用将羧酸与季戊四醇按下表1的质量比，加入占中间体总量的2%的质量浓度98%的浓H2SO4，于70℃下反应1h，后冷却至室温，得到的中间体酸值如下表1所示：表1.本专利技术中间体制备例数值
[0027]需要说明的是，中间体酸值通过石油酸度计按GB/T264~83本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1）采用季戊四醇与羧酸反应得到中间体；S2）用S1）所得中间体与丙烯酸异辛酯、丙烯酸仲丁酯、偶氮二异丁腈混合，得混合物；S3）将醋酸乙酯与乙二醇丁醚混合后得到底料，控制底料温度为80~88℃，滴加S2）所得的混合物，3~4h滴加完成，80~88℃保温1h后，补加偶氮二异丁腈，继续在80~88℃保温2h后，得到高分子丙烯酸改性消泡剂成品；所述S1）中的羧酸为己二酸、间苯二甲酸、月桂酸或苯甲酸中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法，其特征在于，所述S1）中的季戊四醇与羧酸的质量比为0.5~2：1。3.根据权利要求1所述的一种高分子丙烯酸改性消泡剂的制备方法，其特征在于，所述S1）所得中间体的酸值为45~50mgKOH/g。4.根据权利要求1所述的一种高分子丙烯酸改性消...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠良，吕孝辉，许锋，姜炜，
申请(专利权)人：雅涂科技张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：