CN103788304A - 一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：水溶性专用混合有机溶剂20-30、异丁醇醚化三聚氰胺树脂20-30、甲基丙烯酸2-5、甲基丙烯酸甲酯5-10、丙烯酸羟丙酯1-3、丙烯酸羟乙酯2-8、丙烯酸丁酯8-20、苯乙烯2-8、复合引发剂1-2。本发明产品具有优异的综合性能，低气味，高硬度，高强度，高附着力，固化快，具有优良的耐溶剂性、耐候性、耐腐蚀性、热稳定性等性能，高温烘烤时不变色、不返黄，安全环保，具有广阔的应用前景。

Description

一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂及其制备方法，属于丙烯酸树脂合成技术领域。

背景技术

丙烯酸树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其他烯属单体共聚制成的树脂，通过选用不同的树脂结构、不同的配方、生产工艺及溶剂组成，可合成不同类型、不同性能和不同应用场合的丙烯酸树脂。水溶性丙烯酸树脂是在原为水不溶的树脂上接枝一定量的亲水基团，加入部分亲水性有机溶剂或用水中和后制成水溶性树脂。与有机溶剂型树脂相比，水溶性丙烯酸树脂具有价格低、使用安全、节省能源、减少环境污染和公害等特点。水性丙烯酸树脂由于耐酸碱、高硬度、阻燃、光泽度高、附着力好、不掉色、耐候性好、耐化学品好等特点，常用作水性涂料和水性油墨的基料。目前，我国的丙烯酸树脂以溶剂型产品为主，其VOC值高，随着新的环保法规出台，溶剂型丙烯酸树脂受到越来越大的挑战，水溶性丙烯酸树脂的实用价值和发展前景越来越受到重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合性能优异、环保性好的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

    一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂，由以下重量份的原料制成：

水溶性专用混合有机溶剂  20-30

异丁醇醚化三聚氰胺树脂  20-30

甲基丙烯酸              2-5

甲基丙烯酸甲酯          5-10

丙烯酸羟丙酯            1-3

丙烯酸羟乙酯            2-8

丙烯酸丁酯              8-20

苯乙烯                  2-8

复合引发剂              1-2。

一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

    （1）将异丁醇醚化三聚氰胺树脂和水溶性专用混合有机溶剂混合均匀，在通N₂保护的条件下，升温至100-150℃，搅拌使异丁醇醚化三聚氰胺树脂完全溶解，待用；

    （2）按配方配比称取甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯和复合引发剂量的60-80%，混合均匀，转移至恒压滴液漏斗中待用；

    （3）将步骤（1）制得的混合溶液加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应釜中，在通N₂保护的条件下，升温至120-130℃，开始缓慢滴加步骤（2）制得的混合物，2-3h内滴加完毕， 在115-125℃下保温反应1-2h，然后补加剩余的复合引发剂，15-20min 内滴加完，继续在115-125℃下保反应温2-3 h，当转化率达95%以上时，降温至50-60℃，加三乙胺调节PH值至8-8.5，加入适量的去离子水稀释，超声分散20-30min，超声波功率为600-800W，冷却至室温，出料，即得均匀稳定的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂。

所述的水溶性专用混合有机溶剂由醋酸乙酯、二甲苯、异丙醇、乙二醇***醋酸酯、丙二醇丁醚按体积比4:3:3:2:1的比例混合而成。

所述的复合引发剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化叔戊酸叔丁酯、偶氮二异丁氰按照重量比7:5:4:2:1的比例混合而成。

本发明的有益效果：

本发明产品既具有氨基树脂的高硬度、优良的耐磨性、耐水性、热稳定性、固化性等特点,又兼有丙烯酸树脂的高光泽、丰满度好、耐候性好等特点, 制得的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂具有优异的综合性能，低气味，高硬度，高强度，高附着力，固化快，具有优良的耐溶剂性、耐候性、耐腐蚀性、热稳定性等性能，高温烘烤时不变色、不返黄，安全环保，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

实施例1：

    一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂，由以下重量（kg）的原料制成：

　　　水溶性专用混合有机溶剂  30

　　　异丁醇醚化三聚氰胺树脂  30

　　　甲基丙烯酸              2

　　　甲基丙烯酸甲酯          8

　　　丙烯酸羟丙酯            2

　　　丙烯酸羟乙酯            6

　　　丙烯酸丁酯              12

　　　苯乙烯                  2

　　　复合引发剂              1.5。

一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

    （1）将异丁醇醚化三聚氰胺树脂和水溶性专用混合有机溶剂混合均匀，在通N₂保护的条件下，升温至100℃，搅拌使异丁醇醚化三聚氰胺树脂完全溶解，待用；

    （2）按配方配比称取甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯和复合引发剂量的80%，混合均匀，转移至恒压滴液漏斗中待用；

    （3）将步骤（1）制得的混合溶液加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应釜中，在通N₂保护的条件下，升温至125℃，开始缓慢滴加步骤（2）制得的混合物，3h内滴加完毕， 在120℃下保温反应2h，然后补加剩余的复合引发剂，20min 内滴加完，继续在120℃下保反应温3 h，当转化率达95%以上时，降温至50℃，加三乙胺调节PH值至8.2，加入适量的去离子水稀释，超声分散30min，超声波功率为600W，冷却至室温，出料，即得均匀稳定的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂。

所述的水溶性专用混合有机溶剂由醋酸乙酯、二甲苯、异丙醇、乙二醇***醋酸酯、丙二醇丁醚按体积比4:3:3:2:1的比例混合而成。

所述的复合引发剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化叔戊酸叔丁酯、偶氮二异丁氰按照重量比7:5:4:2:1的比例混合而成。

实施例2：

一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂，由以下重量（kg）的原料制成：

水溶性专用混合有机溶剂  25

异丁醇醚化三聚氰胺树脂  22

甲基丙烯酸              3

甲基丙烯酸甲酯          5

丙烯酸羟丙酯            1

丙烯酸羟乙酯            2

丙烯酸丁酯              8

苯乙烯                  6

复合引发剂              1。

一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

    （1）将异丁醇醚化三聚氰胺树脂和水溶性专用混合有机溶剂混合均匀，在通N₂保护的条件下，升温至125℃，搅拌使异丁醇醚化三聚氰胺树脂完全溶解，待用；

    （2）按配方配比称取甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯和复合引发剂量的70%，混合均匀，转移至恒压滴液漏斗中待用；

    （3）将步骤（1）制得的混合溶液加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应釜中，在通N₂保护的条件下，升温至120℃，开始缓慢滴加步骤（2）制得的混合物，2.5h内滴加完毕， 在115℃下保温反应1h，然后补加剩余的复合引发剂，20min 内滴加完，继续在115℃下保反应温2 h，当转化率达95%以上时，降温至55℃，加三乙胺调节PH值至8.0，加入适量的去离子水稀释，超声分散20min，超声波功率为800W，冷却至室温，出料，即得均匀稳定的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂。

所述的水溶性专用混合有机溶剂由醋酸乙酯、二甲苯、异丙醇、乙二醇***醋酸酯、丙二醇丁醚按体积比4:3:3:2:1的比例混合而成。

所述的复合引发剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化叔戊酸叔丁酯、偶氮二异丁氰按照重量比7:5:4:2:1的比例混合而成。

实施例3

    一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂，由以下重量（kg）的原料制成：

水溶性专用混合有机溶剂  20

异丁醇醚化三聚氰胺树脂  20

甲基丙烯酸              5

甲基丙烯酸甲酯          10

丙烯酸羟丙酯            3

丙烯酸羟乙酯            8

丙烯酸丁酯              20

苯乙烯                  8

复合引发剂              2。

    一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂的制备方法，包括以下步骤：

    （1）将异丁醇醚化三聚氰胺树脂和水溶性专用混合有机溶剂混合均匀，在通N₂保护的条件下，升温至150℃，搅拌使异丁醇醚化三聚氰胺树脂完全溶解，待用；

    （2）按配方配比称取甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯和复合引发剂量的60%，混合均匀，转移至恒压滴液漏斗中待用；

    （3）将步骤（1）制得的混合溶液加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应釜中，在通N₂保护的条件下，升温至130℃，开始缓慢滴加步骤（2）制得的混合物，2h内滴加完毕， 在120℃下保温反应1.5h，然后补加剩余的复合引发剂，15min 内滴加完，继续在125℃下保反应温2h，当转化率达95%以上时，降温至60℃，加三乙胺调节PH值至8.5，加入适量的去离子水稀释，超声分散25min，超声波功率为700W，冷却至室温，出料，即得均匀稳定的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂。

所述的水溶性专用混合有机溶剂由醋酸乙酯、二甲苯、异丙醇、乙二醇***醋酸酯、丙二醇丁醚按体积比4:3:3:2:1的比例混合而成。

所述的复合引发剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化叔戊酸叔丁酯、偶氮二异丁氰按照重量比7:5:4:2:1的比例混合而成。

将上述实施例1-3制得的水溶性丙烯酸树脂调制成铝粉浸涂涂料，将吹入惰性气体后的槽液，静置0.5h后浸涂，涂膜于140℃烘烤30min，涂膜性能如表1下表所示：

表1 实施例1-3水溶性丙烯酸树脂与普通水溶性丙烯酸树脂性能比较

项目	实施例1	实施例2	实施例2	普通水溶性丙烯酸树脂
					漆膜外观	平整,光滑	平整,光滑	平整,光滑	平整,光滑
漆膜附着力	3级	3级	3级	2级
					漆膜光泽度(%)	122	118	124	106
粘度(涂4杯,s)	102	106	109	98
					硬度	0.714	0.735	0.728	0.672
柔韧性(轴棒7.35mm×10mm×1±0.1mm)	漆膜无网纹、裂纹及剥落等破坏现象	漆膜无网纹、裂纹及剥落等破坏现象	漆膜无网纹、裂纹及剥落等破坏现象	漆膜有网纹、裂纹及剥落等破坏现象
					冲击强度(5.0J)	漆膜无裂纹、皱纹及剥落等现象	漆膜无网纹、裂纹及剥落等破坏现象	漆膜无网纹、裂纹及剥落等破坏现象	漆膜有网纹、裂纹及剥落等破坏现象
耐水性(50h)(耐水后表面质量)	漆膜无起泡、起皱、脱落、生锈等现象	漆膜无起泡、起皱、脱落、生锈等现象	漆膜无起泡、起皱、脱落、生锈等现象	漆膜有起泡、起皱、脱落、生锈等现象
					耐汽油性(72h)(耐汽油后表面质量)	漆膜无皱皮、起泡、剥落、***等现象	漆膜无皱皮、起泡、剥落、***等现象	漆膜无皱皮、起泡、剥落、***等现象	漆膜有皱皮、起泡、剥落、***等现象

从上表明显可以看出，本发明所得产品较现有技术而言，具有明显的优势。

Claims (4)

1.一种氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：

水溶性专用混合有机溶剂  20-30

异丁醇醚化三聚氰胺树脂  20-30

甲基丙烯酸              2-5

甲基丙烯酸甲酯          5-10

丙烯酸羟丙酯            1-3

丙烯酸羟乙酯            2-8

丙烯酸丁酯              8-20

苯乙烯                  2-8

复合引发剂              1-2。

2.如权利要求1所述的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

    （1）将异丁醇醚化三聚氰胺树脂和水溶性专用混合有机溶剂混合均匀，在通N₂保护的条件下，升温至100-150℃，搅拌使异丁醇醚化三聚氰胺树脂完全溶解，待用；

    （2）按配方配比称取甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯和复合引发剂量的60-80%，混合均匀，转移至恒压滴液漏斗中待用；

    （3）将步骤（1）制得的混合溶液加入装有搅拌器、冷凝管、温度计、滴液漏斗的反应釜中，在通N₂保护的条件下，升温至120-130℃，开始缓慢滴加步骤（2）制得的混合物，2-3h内滴加完毕， 在115-125℃下保温反应1-2h，然后补加剩余的复合引发剂，15-20min 内滴加完，继续在115-125℃下保反应温2-3 h，当转化率达95%以上时，降温至50-60℃，加三乙胺调节PH值至8-8.5，加入适量的去离子水稀释，超声分散20-30min，超声波功率为600-800W，冷却至室温，出料，即得均匀稳定的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂。

3.根据权利要求1或2所述的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂，其特征在于，所述的水溶性专用混合有机溶剂由醋酸乙酯、二甲苯、异丙醇、乙二醇***醋酸酯、丙二醇丁醚按体积比4:3:3:2:1的比例混合而成。

4.根据权利要求1或2所述的氨基树脂接枝改性水溶性丙烯酸树脂，其特征在于，所述的复合引发剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化叔戊酸叔丁酯、偶氮二异丁氰按照重量比7:5:4:2:1的比例混合而成。