一種高固體份烤漆用丙烯酸樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及丙烯酸涂料領(lǐng)域，具體涉及一種高固體份烤漆用丙烯酸樹脂及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球范圍內(nèi)環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格以及國(guó)內(nèi)V0C消費(fèi)稅的征收，對(duì)傳統(tǒng)涂料產(chǎn) 品提出了新的需求。在這種情況下，如何提高涂料的耐久性，改善其耐酸性和保光性，開發(fā) 環(huán)境友好涂料及涂裝技術(shù)、降低生產(chǎn)及施工中的揮發(fā)性有機(jī)化合物，使生產(chǎn)成本合理化，成 為了國(guó)內(nèi)外大多數(shù)涂料和樹脂開發(fā)工作者的設(shè)計(jì)中心。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)降低涂料V0C排放的研究方向主要有水性涂料、粉末涂料和高 固體份涂料方向。水性涂料產(chǎn)品由于不含有有機(jī)溶劑，V0C含量低，以水作為溶劑，節(jié)省了 大量資源，且具有在濕表面和潮濕環(huán)境中可以直接涂覆施工等優(yōu)點(diǎn)，但受其本身制備機(jī)理 的制約，涂膜的耐介質(zhì)性和硬度按常規(guī)方法難以滿足市場(chǎng)需求。
[0004] 粉末涂料是一種新型的不含溶劑的100%固體粉末狀涂料，具有無(wú)溶劑、無(wú)污染 (不含V0C)、可回收、環(huán)保、節(jié)省能源和資源、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但是 粉末涂料在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，存在邊角上粉不均一、固化后涂膜缺陷難掩蓋、固化條件高等不足 之處。
[0005] 隨著環(huán)境保護(hù)法的進(jìn)一步強(qiáng)化和涂料制造技術(shù)的提高，高固體份涂料應(yīng)運(yùn)而生。 高固體份涂料在漆膜形成過(guò)程中依靠有效的交聯(lián)反應(yīng)，保證了涂層質(zhì)量達(dá)到熱固性溶劑型 涂料的水平或更高，從而達(dá)到傳統(tǒng)涂層的性能，且V0C含量低，符合國(guó)家對(duì)涂料V0C排放的 標(biāo)準(zhǔn)。高固體份涂料主要應(yīng)用于汽車工業(yè)，由于低溫烘烤及設(shè)備的連續(xù)性，在汽車修補(bǔ)漆中 使用具有非常好的效果，因此高固體份涂料在轎車的面漆和中涂層使用中占有非常大的比 例。然而，高固體份涂料的制備方法還少有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高固體份烤漆用丙烯酸樹脂的制備方法， 固含量大于80%，具有優(yōu)良的耐水性、耐酸性，V0C含量低，符合國(guó)家對(duì)涂料V0C的排放標(biāo)準(zhǔn)， 可廣泛用于汽車漆、金屬漆等領(lǐng)域。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0008] -種高固體份烤漆用丙烯酸樹脂，以重量百分比計(jì)，由18%_22%的溶劑、0. 2%_2% 的羧基單體、10%_30%的硬單體、15%-35%的軟單體、5%-10%的羥基丙烯酸單體、10%-20%的 叔碳酸縮水甘油酯和2%-8%的引發(fā)劑組成。
[0009] 優(yōu)選的，所述溶劑是二甲苯、丁酮、甲乙酮、醋酸丁酯、甲苯中的一種或幾種以任意 比例混合。
[0010] 優(yōu)選的，所述羧基單體是丙烯酸、甲基丙烯酸、富馬酸、衣康酸中的一種或幾種以 任意比例混合。
[0011] 優(yōu)選的，所述硬單體是甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸異冰片酯中的一種或 幾種以任意比例混合。
[0012] 優(yōu)選的，所述軟單體是丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯中的一種或兩種以任意比例混 合。
[0013] 優(yōu)選的，所述羥基丙烯酸單體是丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙 酯、甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或幾種以任意比例混合。
[0014] 優(yōu)選的，所述叔碳酸縮水甘油酯的環(huán)氧當(dāng)量為235-245。
[0015] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑是3，5，5-三甲基己酸過(guò)氧化叔丁酯、過(guò)氧化-2-乙基已酸 叔丁酯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化二叔戊基、過(guò)氧化二 異丙苯中的一種或幾種以任意比例混合。
[0016] 相應(yīng)的，一種高固體份烤漆用丙烯酸樹脂的制備方法，步驟如下： (a) 備料：按配比將羧基單體、硬單體、軟單體和羥基丙烯酸單體加入到單體罐A中，將 引發(fā)劑加入到另一單體罐B中，攪拌均勻后，冷卻降溫至10-35Γ，將溶劑和叔碳酸縮水甘 油酯加入到反應(yīng)釜中，攪拌均勻； (b) 氮?dú)庵脫Q：密封反應(yīng)釜，抽真空排出反應(yīng)釜中空氣，再用氮?dú)鈴?fù)壓至常壓，再次抽真 空后用氮?dú)鈴?fù)壓至常壓； (c) 反應(yīng)：升溫開始反應(yīng)，在攪拌狀態(tài)下，將單體罐A中的混合單體與單體罐B中的引 發(fā)劑一起滴加到反應(yīng)釜中，滴加完后繼續(xù)在該溫度下保溫2-4小時(shí)。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟（C)中反應(yīng)溫度為140°C-180°c，反應(yīng)壓力為0·02MPa-0.1 MPa， 所述混合單體或引發(fā)劑的滴加時(shí)間為4-8小時(shí)。
[0018] 本發(fā)明通過(guò)采用叔碳酸縮水甘油酯對(duì)樹脂進(jìn)行改性，通過(guò)控制反應(yīng)過(guò)程中樹脂的 分子量和分子量分布，降低樹脂粘度。叔碳酸縮水甘油酯由于具有較低表面活性特性，可以 明顯改善樹脂的潤(rùn)濕流平性，促進(jìn)各單體之間的聚合反應(yīng)。同時(shí)叔碳酸縮水甘油酯還作為 反應(yīng)底料，在引發(fā)劑的作用下，與各單體之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，未完全轉(zhuǎn)化的叔碳酸縮水甘油 酯可以充當(dāng)溶劑的作用，降低了高固體份丙烯酸樹脂的粘度，同時(shí)也減少了高固體份丙烯 酸樹脂中V0C的含量。采用壓力反應(yīng)法，所制得的高固體份丙烯酸樹脂具有粘度低、分子量 分布較窄的特性。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種高固體份烤漆 用丙烯酸樹脂，在保持樹脂固體份含量大于80%的同時(shí)樹脂粘度在3000mPa*s以下，具有較 低的粘度，在汽車涂料噴涂的實(shí)際使用過(guò)程中，只需添加少量溶劑稀釋即可，所含有的V0C 含量低，符合國(guó)家對(duì)涂料V0C含量的排放標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021] 實(shí)施例1 : 按質(zhì)量百分比計(jì)，將〇. 2%的丙烯酸、5%的甲基丙烯酸甲酯、5%的苯乙烯、35%的丙烯酸 丁酯、4%的丙烯酸羥乙酯和6%的丙烯酸羥丙酯加入到單體罐A中，將6. 8%的3，5，5-三 甲基己酸過(guò)氧化叔丁酯加入到單體罐B中，攪拌均勻后，通冷卻水降溫至35°C，待用。將10% 的二甲苯、8%的丁酮和20%的叔碳酸縮水甘油酯加入到反應(yīng)釜中，密封反應(yīng)釜，抽真空排出 反應(yīng)釜中的空氣，然后用氮?dú)鈴?fù)壓至常壓，再次抽真空至0. 07-0. 09MPa后，用氮?dú)鈴?fù)壓至 常壓。開攪拌，攪拌均勻后，反應(yīng)釜升溫至140°C，保持反應(yīng)釜內(nèi)壓力在0. 02-0.IMPa之間， 同時(shí)開始滴加A、B單體罐中的反應(yīng)物，滴加時(shí)間為8小時(shí)，滴加完后繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，降溫 冷卻，用10微米或以下規(guī)格濾袋進(jìn)行過(guò)濾，檢測(cè)合格后所得產(chǎn)品即為本發(fā)明中所述高固體 份烤漆用丙烯酸樹脂。
[0022] 實(shí)施例2 : 按質(zhì)量百分比計(jì)，將〇. 4%的丙烯酸、0. 4%的甲基丙烯酸、5%的甲基丙烯酸甲酯、5%的 苯乙稀、10%的甲基丙稀酸異冰片酯、30%的丙稀酸異辛酯、3%的甲基丙稀酸輕乙酯和2%的 甲基丙烯酸羥丙酯加入到單體罐A中，將1%的過(guò)氧化-2-乙基已酸叔丁酯、1. 5%的過(guò)氧 化苯甲酸叔丁酯、1. 2%的過(guò)氧化苯甲酰、0. 5%的過(guò)氧化二叔丁基和1%的過(guò)氧化二叔戊基 加入到單體罐B中，攪拌均勻后，通冷卻水降溫至20°C，待用。將5%的二甲