一种热塑性丙烯酸树脂及其合成工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种热塑性丙烯酸树脂及其合成工艺，属于丙烯酸树脂技术领域，包括以下重量份原料：烯类单体20

【技术实现步骤摘要】
一种热塑性丙烯酸树脂及其合成工艺


[0001]本专利技术属于丙烯酸树脂
，具体涉及一种热塑性丙烯酸树脂及其合成工艺。

技术介绍

[0002]丙烯酸树脂(acrylic resin)是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称，分为热固性丙烯酸树脂和热塑性丙烯酸树脂，热固性丙烯酸树脂是指在结构中带有一定的官能团，在制漆时通过和加入的氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯等中的官能团反应形成网络结构，一般相对分子量较低，施工要求严格、不易进行重涂和返工；而热塑性丙烯酸树脂是依靠溶剂挥发干燥成膜，施工简单，但是其成膜过程中不发生进一步交联，因此导致附着力较差，受到碰撞时容易造成漆膜脱落，在马口铁皮表面容易出现翘皮脱落现象，并且存在耐热性差，易受热发黏。
[0003]针对上述问题，中国专利CN113185632B公开了一种无苯高固含量热塑性丙烯酸树脂的制备方法，采用无苯溶剂，减少了稀释涂料所需的溶剂，减少缓解了VOC排放的压力，从而达到了国家涂料行业VOC排放的要求，但是不能解决上述热塑性丙烯酸树脂存在附着力差、韧性差、耐热性差等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种热塑性丙烯酸树脂及其合成工艺，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种热塑性丙烯酸树脂，包括以下重量份原料：烯类单体20
‑
40份、丙烯酸单体5
‑
15份、芴基丙烯单体5份、增强组分4
‑
5份、引发剂0.5
‑
1.5份、阻聚剂0.4份、催干剂0.5
‑
1份、稀释剂2
‑
5份、溶剂80
‑
100份；
[0007]该热塑性丙烯酸树脂合成工艺，具体包括以下步骤：
[0008]第一步、按上述配方称取原料，将烯类单体、丙烯酸单体、芴基丙烯单体和引发剂混合均匀，得到混合物a，取混合物a质量1/4
‑
1/2置于反应釜中，再加入溶剂和质量3/4引发剂，升温至100
‑
120℃反应0.5
‑
1.5h，加入剩余混合物a和引发剂，保温反应1h，得到中间产物；
[0009]第二步、控制温度110
‑
135℃，向中间产物中加入增强组分和阻聚剂，反应2
‑
2.5h，反应结束后，冷却至室温，加入催干剂和稀释剂，得到所述热塑性丙烯酸树脂。
[0010]进一步地，芴基丙烯单体通过以下步骤制成：
[0011]向烧瓶中加入双醚芴和二氯甲烷，搅拌下加入三乙胺，控制温度8
‑
10℃，滴加丙烯酰氯，滴加完毕后保温反应1.5
‑
2h，反应结束后，有机相用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，去离子水洗涤，无水硫酸钠干燥、抽滤，减压蒸馏去除二氯甲烷，得到芴基丙烯单体，双醚芴、二氯甲烷、三乙胺和丙烯酰氯的用量比为0.1mo l：800
‑
900mL：0.38mo l：0.22
‑
0.25mo l，以双
醚芴和丙烯酰氯为底物，通过发生消去HCl反应，得到芴基丙烯单体。
[0012]进一步地，增强组分通过以下步骤制成：
[0013]步骤S1、向反应釜中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸和DMF，搅拌至2,2
‑
二羟甲基丙烯完全溶解，然后加入吡啶基二元醇和对甲基苯磺酸，升温至130℃，搅拌反应10
‑
12h，反应结束后，减压脱除溶剂，得到端羟基超支化聚酯；
[0014]步骤S2、向反应釜中加入端羟基超支化聚酯、氢氧化钾、四丁基溴化铵和THF，搅拌混合后，氮气保护下，滴加烯丙基氯，升温至60℃，搅拌反应5
‑
6h，反应结束后，减压除去THF和烯丙基氯，得到增强组分。
[0015]进一步地，步骤S1中2,2
‑
二羟甲基丙酸、DMF、吡啶基二元醇和对甲基苯磺酸的用量比为0.14mo l：30mL：25.3g：0.2g，步骤S2中端羟基超支化聚酯和烯丙基氯的质量比为50：8
‑
10，四丁基溴化铵用量为吡啶基二元醇质量的5％，氢氧化钾用量为吡啶基二元醇质量的7
‑
9％，以四丁基溴化铵为催化剂，利用烯丙基氯对端羟基超支化聚酯进行封端处理，引入烯丙基醚结构，得到增强组分，可知增强组分为烯丙基醚封端超支化聚合物，具有黏度低、高支化度、分子内存在大量空腔等特点，并且含有吡啶、酰胺、烯丙基醚等结构，不仅与丙烯酸树脂相容性高，且对丙烯酸树脂的韧性有显著的增益作用，一是吡啶环和酰胺键中的N原子可以与丙烯酸树脂的羟基、羧基形成分子间的多重氢键，形成物理交联网络，导致分子链运动受到限制，提高了产品的力学性能，二是增强组分中的大量空腔在受到外力作用时，能够吸收能量，提高产品力学性能，更为突出的是，烯丙基醚结构具有气干性，能够吸收空气中的氧，发生类似干性油在空气固化成膜的反应，形成屏蔽网络，提高涂料的耐水性。
[0016]进一步地，吡啶基二元醇通过以下步骤制成：
[0017]向烧瓶中加入2
‑
丙烯酰胺基吡啶、二乙醇胺和无水乙醇，升温至回流反应8
‑
10h，反应结束后，旋蒸去除无水乙醇，得到吡啶基二元醇，2
‑
丙烯酰胺基吡啶和二乙醇胺的质量比1.4
‑
1.5：1.1，以2
‑
丙烯酰胺基吡啶和二乙醇胺为底物，通过迈尔克加成反应，得到吡啶基二元醇。
[0018]所述2
‑
丙烯酰胺基吡啶为本领域人员熟知制备方法得到，具体以丙烯酰和2
‑
氨基吡啶为原料，以二氯甲烷为反应溶剂，在三乙胺的作用下，通过取代反应得到。
[0019]进一步地，烯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯和乙酸乙烯酯中的一种或几种。
[0020]进一步地，丙烯酸单体为丙烯酸、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或几种。
[0021]进一步地，引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化苯甲酰中的一种或几种。
[0022]进一步地，阻聚剂为对苯二酚，催干剂为环己烷羧酸钴。
[0023]进一步地，稀释剂为甘油二烯丙醚己二酸酯、二缩三乙二醇、三缩四乙二醇和四缩五乙二醇中的一种或几种。
[0024]进一步地，溶剂为甲苯和二甲苯中的一种或两种。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1、本专利技术以烯类单体、丙烯酸单体和芴基丙烯单体为原料，通过引发聚合得到丙烯酸酯树脂，并引入增强组分进行优化处理，得到的丙烯酸树脂具有良好的附着力、耐热性
能和力学性能。
[0027]2、本专利技术在聚合单体中引入丙烯酸单体，引入活性羟基和羧基，提高丙烯酸树脂以及材料的附着力。
[0028]3、本专利技术在聚合单体中引入芴基丙烯单体，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性丙烯酸树脂，其特征在于，包括以下重量份原料：烯类单体20
‑
40份、丙烯酸单体5
‑
15份、芴基丙烯单体5份、增强组分4
‑
5份、引发剂0.5
‑
1.5份、阻聚剂0.4份、催干剂0.5
‑
1份、稀释剂2
‑
5份、溶剂80
‑
100份；芴基丙烯单体通过以下步骤制成：向烧瓶中加入双醚芴和二氯甲烷，搅拌下加入三乙胺，控制温度8
‑
10℃，滴加丙烯酰氯，滴加完毕后保温反应1.5
‑
2h，得到芴基丙烯单体。2.根据权利要求1所述的一种热塑性丙烯酸树脂，其特征在于，双醚芴、二氯甲烷、三乙胺和丙烯酰氯的用量比为0.1mol：800
‑
900mL：0.38mol：0.22
‑
0.25mol。3.根据权利要求1所述的一种热塑性丙烯酸树脂，其特征在于，增强组分通过以下步骤制成：步骤S1、向反应釜中加入2,2
‑
二羟甲基丙酸和DMF，搅拌后加入吡啶基二元醇和对甲基苯磺酸，130℃下搅拌反应10
‑
12h，得到端羟基超支化聚酯；步骤S2、向反应釜中加入端羟基超支化聚酯、氢氧化钾、四丁基溴化铵和THF，搅拌混合后，氮气保护下，滴加烯丙基氯，升温至60℃，搅拌反应5
‑
6h，得到增强组分。4.根据权利要求3所述的一种热塑性丙烯酸树脂，其特征在于，步骤S1中2,2

【专利技术属性】
技术研发人员：陆国灵，骆琛，
申请(专利权)人：安徽省海徽化工有限公司，
类型：发明
国别省市：