本发明专利技术公开了一种快干耐候型高固体份丙烯酸树脂的制备方法，包括如下步骤：步骤1）：依次向反应器中加入溶剂和叔碳酸缩水甘油酯，同时通入氮气保护，逐步升温至反应温度；步骤2）：向反应器中均匀滴加共聚单体、引发剂和溶剂，其中，该共聚单体包括占单体总量的70～95％的不饱和单体和占单体总量的5～30％的大分子单体；步骤3）：滴加完毕后，补加引发剂和溶剂，保温2小时，降温到100℃，过滤出料。相对于现有技术，本发明专利技术所获得的高固体份丙烯酸树脂具有粘度低、固体份高的特点，用其制备的涂料具有干燥速度快、耐候性好的优势。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机高分子涂料制造业，涉及一种快干耐候型高固体份丙烯酸树脂的制备方法。
技术介绍
随着环保法规的日益增强及能源使用的日益紧张，研究和开发环境友好的涂料及涂装技术和降低涂料生产及施工中的挥发性有机化合物(V0C)，已成为国内外大多数涂料和树脂设计研究工作的重心。高固体份的涂料就是其中发展前景较好的一个品种，该产品降低了涂料生产及施工中的VOC排放，减少了对生态环境的污染，同时节约了涂装成本。自20世纪90年代以来，高固体份涂料发展迅速，应用范围不断扩大，主要用于轿车面漆和修 补漆、摩托车漆、高档家具涂装漆以及工业用漆等领域。而用于高固体份涂料的关键原材料——高固体份丙烯酸树脂也因此得到了快速发展。与传统丙烯酸树脂相比，高固体份丙烯酸树脂具有环保、节能的优点，它与异氰酸脂等固化剂配成的清漆具有高鲜映性、丰满度好、反应速度快的特点。众所周知，接枝聚合物是实现高分子材料功能化的重要手段之一。接枝结构的聚合物具有较小的流体力学体积，其溶液粘度较低。所以制备接枝结构的羟基丙烯酸树脂可以明显提高固含量，降低有机溶剂使用量。如公告号为CN101173030B的中国专利中公开了一种超高固含量羟基丙烯酸树脂的制备方法。其采用甲基丙烯酸酯类大分子单体与乙烯基类单体共聚，得到粘度小、固含量在80%以上的接枝结构羟基丙烯酸树脂。但该专利制备的丙烯酸树脂的的应用性能，如干燥速度、耐老化性能等并不十分理想。本专利技术是在汲取已有技术的优点并克服已有技术的弱点下另辟蹊径独创地推出一个简便方法。它利用催化链转移自由基聚合(CCTP)技术和特殊单体接枝改性技术，制备出满足干燥速度和耐候性要求的高固体份丙烯酸树脂，这就是本专利技术研制和成功的背景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快干耐候型高固体份丙烯酸树脂的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的一种快干耐候型高固体份丙烯酸树脂的制备方法，包括如下步骤步骤I):依次向反应器中加入溶剂和叔碳酸缩水甘油酯，同时通入氮气保护，逐步升温至反应温度；步骤2):向反应器中均匀滴加共聚单体、引发剂和溶剂，其中，该共聚单体包括占单体总量(物质的量)的70 95%的不饱和单体和占单体总量(物质的量)的5 30%的大分子单体；步骤3):滴加完毕后，补加引发剂和溶剂，保温2小时，降温到100°C，过滤出料。其中，该叔碳酸缩水甘油酯的用量占步骤I)中的单体总量(物质的量)的I 20%。该不饱和单体包括质量百分比为30 79%的(甲基)丙烯酸烷基酯、0 20%的乙烯基不饱和单体、20 40%的(甲基)丙烯酸羟烷基酯以及I 10%的不饱和羧酸。该大分子单体为末端带可聚合双键的甲基丙烯酸酯大分子单体，其合成的方法一般包括有预聚物的制备和末端官能团的引入。其中，预聚物的制备可采用自由基链转移聚合法或活性聚合法，如原子转移自由基聚合(ATRP)、基团转移聚合(GTP)等方法。而催化链 转移聚合技术则采用高效链转移催化剂II价或III价钴配合物，在温和反应条件下只需一步即可制备得到末端带双键的甲基丙烯酸酯类大分子单体。在本专利技术中，该大分子单体的制备方法采用催化链转移聚合技术，包括如下步骤称取甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、乙酸丁酯、偶氮二异丁腈(AIBN)和二水合双(二氟化硼苯二酮肟)合钴酸(II )盐(COPhBF)，将其均匀混合后加入反应瓶中，在氮气氛下加热搅拌，反应若干小时后得到产物。具体地，该不饱和单体中的(甲基)丙烯酸烷基酯含有占其60 80%的含有碳原子数为I 4个的(甲基)丙烯酸烷基酯，以及含有占其20 40 %的(甲基)丙烯酸环烷基酯。进一步，该含有碳原子数为I 4个的(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)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯中的一种或几种，其中，优选(甲基)丙烯酸异丁酯和(甲基)丙烯酸叔丁酯。进一步，该(甲基)丙烯酸环烷基酯包括(甲基)丙烯酸环己酯和/或(甲基)丙烯酸异冰片酯，其中，优选(甲基)丙烯酸异冰片酯。进一步，该不饱和单体中的(甲基)丙烯酸羟烷基酯包括(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯和(甲基)丙烯酸羟丁酯中的一种或几种。进一步，该不饱和单体中的乙烯基不饱和单体包括苯乙烯和/或a -甲基苯乙烯。以及，该不饱和单体中的不饱和羧酸包括(甲基)丙烯酸和/或衣康酸。本专利技术采用的溶剂包括甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯以及二乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或几种。其中，优选三甲苯和乙酸丁酯。本专利技术的步骤2)为自由基聚合反应，其中，该引发剂为自由基引发剂，包括偶氮类引发剂和/或过氧化物类引发剂。偶氮类引发剂包括偶氮二异丁腈和/或偶氮二异戊腈。过氧化物类引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔戊酯、过氧化二叔丁基、过氧化二叔戊基、叔丁基过氧化氢、叔戊基过氧化氢中的一种或几种，优选过氧化苯甲酸叔丁酯和过氧化二叔戊基。该引发剂的用量为单体总量的I 5%，优选范围为2 4%。该步骤2)的自由基聚合反应的温度应控制在130 170°C，优选为140 160°C。 进一步，在步骤2)中，通过叔碳酸缩水甘油酯对丙烯酸树脂进行改性，通过叔碳酸缩水甘油酯与羧酸反应而得。由于该共聚单体上的聚合物上的羧基较丙烯酸或甲基丙烯酸的活性低，所以聚合物与叔碳酸缩水甘油酯的反应速度较单体的反应速度慢，因此，可在反应中加入催化剂，该催化剂为辛酸亚锡和/或三苯基乙基碘化膦(ETPPI)，以加快步骤2)的反应速度。在150°C的反应条件下，如果不加催化剂，该步骤2)的反应速度为4飞小时，如果加入0. ro. 3%的催化剂ETPPI，则该反应可在I小时内完成，但树脂的颜色相对不加催化剂的颜色深。另外，本专利技术还提供了利用上述方法制备的快干耐候型高固体份丙烯酸树脂。相对于现有技术，本专利技术所提供的快干耐候型高固体份丙烯酸树脂的制备方法使用叔碳酸缩水甘油酯对丙烯酸树脂进行改性，在降低树脂粘度的同时，提供了树脂优异的耐老化性能。其次，采用末端带可聚合双键的甲基丙烯酸酯大分子单体，能有效降低树脂粘度，达到高固体份低粘度的目的。进一步，不饱和单体中的甲基丙烯酸环烷基酯类丙烯酸单体参与共聚，一方面能提供树脂优异的抗老化性能，另一方面使树脂具有较高的硬度和较快的干燥速度。相对于现有技术，本专利技术提供的快干耐候型高固体份丙烯酸树脂具有粘度低、固体份高的特点，用其制备的涂料具有干燥速度快、耐候性好的优异性能。具体实施方式 实施例I首先，进行大分子单体(Macro monomer)的制备称取甲基丙烯酸甲酯(MMA) 90g,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA) 120g,甲基丙烯酸丁酯(BMA) 140g,乙酸丁酯150g，偶氮二异丁腈(AIBN) 2. 05g, 二水合双(二氟化硼苯二酮肟)合钴酸(II )盐(COPhBF) IOOmg,将其均匀混合后加入反应瓶中，在氮气氛下75°C加热搅拌，反应5小时。得到产物的固含量为68. 4%,GPC结果 Mn=1581，Mw/Mn=l. 56。接下来，在带搅拌和冷凝器的四口烧瓶中加入三甲苯150g和叔碳酸缩水甘油酯50g，低速搅拌并通入氮气，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种快干耐候型高固体份丙烯酸树脂的制备方法，包括如下步骤 步骤I):依次向反应器中加入溶剂和叔碳酸缩水甘油酯，同时通入氮气保护，逐步升温至反应温度； 步骤2):向反应器中均匀滴加共聚单体、引发剂和溶剂，其中，该共聚单体包括占单体总量的70 95%的不饱和单体和占单体总量的5 30%的大分子单体； 步骤3):滴加完毕后，补加引发剂和溶剂，保温2小时，降温到100°C，过滤出料。2.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于叔碳酸缩水甘油酯的用量占步骤I)中的单体总量的广20%。3.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于该大分子单体的制备方法包括步骤称取甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙酸丁酯、偶氮二异丁腈、二水合双(二氟化硼苯二酮肟)合钴酸(II)盐，将其均匀混合后加入反应瓶中，在氮气氛下加热搅拌，反应若干小时后得到产物。4.根据权利要求I所述的制备方法，其特征在于该不饱和单体包括质量百分比为30^79%的(甲基)丙烯酸烷基酯、0 20%的乙烯基不饱和单体、2(Γ40%的(甲基)丙烯酸羟烷基酯以及广10%的不饱和羧酸。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于该不饱和单体中的乙烯基不饱和...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌建雄，洪昕林，张新宇，
申请(专利权)人：中山大桥化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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