[發明專利]一種醇溶性聚丙烯酸酯樹脂及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 200910041128.1
• 申請日: 2009-07-15
• 公開（公告）號: CN101613434A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 皮丕輝;陳澤成;唐富龍;文秀芳;鄭大鋒;程江;楊卓如
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F230/08;C08F212/08;C08F220/18;C08F220/44;C08F220/56;C09D133/12;C09D125/14;C09D133/06;C09D133/20;C09D133/26;C09D5/00;C03C1
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東

技術領域

本發明涉及一種醇溶性聚丙烯酸酯樹脂及其制備方法與應用，該樹脂可以作為環境友好型涂料或者環境友好型油墨的主要組成樹脂。

背景技術

傳統溶劑型涂料的揮發性有機化合物(VOC)的排放對地球的生態環境有很大破壞作用，同時人體健康也受到極大的威脅。因此，發展綠色化環境友好涂料成為當今涂料工業發展的一個重要方向。目前市面上存在有水性涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料、高固體份涂料等新型環境友好型涂料產品。水溶性涂料是以水溶性樹脂為成膜物，以聚乙烯醇及其各種改性物為代表，除此之外還有水溶醇酸樹脂、水溶環氧樹脂及無機高分子水性樹脂等。

一些傳統使用溶劑性涂料的領域目前還不能大面積由水性涂料來取代，如木器涂料。水性涂料的企業生產量不大，市場份額比較小，很多企業僅將其作為技術貯備。水性涂料被廣范圍推廣應用受阻的主要障礙，從技術方面講主要有：(1)水的蒸發潛熱高，成膜干燥時間較長，尤其是在低溫高濕環境下；(2)含酯鍵的樹脂容易水解，以致涂料的貯存穩定性較差；(3)涂膜中殘留的親水性基團會降低涂膜的耐水性和防腐蝕性能；(4)水的表面張力較大，對基材的附著力較差，且容易引起涂膜的缺陷如起泡、針孔等；(5)對顏填料的潤濕和分散性較差，易產生浮色和分層等現象。

醇溶性涂料是近年來倍受關注的環保型涂料，有醇溶性聚丙烯酸酯涂料、醇溶性聚氨酯涂料、醇溶性環氧涂料等種類。能否制備出與醇類溶劑有良好鍵合力的聚丙烯酸酯樹脂是制備醇溶性聚丙烯酸酯涂料的關鍵。醇溶性樹脂是醇溶性涂料的主要成膜組分，其是通過在聚合物樹脂中引入足夠的極性基團或醇溶性鏈段而獲得醇溶性能的。醇溶性聚丙烯酸酯樹脂在制備和應用過程中采用“綠色溶劑”，如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、異丙醇、己醇等醇類物質作為主要揮發性溶劑，并且部分添加環保助溶劑。醇溶性聚丙烯酸酯涂料在成膜過程中大大減少了對環境的污染，并且涂料施工和固化工藝簡單，流平性和耐水性較好，在各種底材上附著力良好，克服了水性涂料施工困難和耐水性能差的缺點。

公開號為CN?101230125的中國發明專利申請公布了一種易溶于水的醇溶性聚氨酯及其制備方法。在制備該樹脂過程中加入了1～20％親水性擴鏈劑，使得該樹脂能溶于水，可用在木材、軟包裝和復合層壓等領域。但是該樹脂具有親水性，導致其耐水性差，限制了其在玻璃、塑料、鋁卷材等表面的裝飾和功能防護的應用。

公開號為CN?1353128的中國發明專利公布了一種醇溶性油墨用聚酰胺樹脂的制備方法。該樹脂的制備方法是在二聚酸和乙二胺制備醇溶性聚酰胺樹脂反應體系中，加入改性劑間苯二甲酸磺酸鹽。但是醇溶性聚酰胺樹脂機械性能差，限制了其應用的場合，一般只作為油墨用樹脂。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型環境友好型醇溶性聚丙烯酸酯樹脂，該醇溶性聚丙烯酸酯樹脂具有優良的醇溶性、機械性能、底材附著力和耐水性能。

本發明原理：乙醇是重要的有機溶劑，由于其快干無毒、而且制備工藝成熟、便宜，被稱為涂料的“綠色溶劑”，近年來逐漸成為涂料中醇類溶劑的主要組分。乙醇沸點為78.32℃，折射率為1.3614，表面張力(20℃)為22.27×10^-3N/m，比熱容(20℃)為2.42kJ/(kg*K)，溶解度參數δ為12.7。由于乙醇揮發速率快，單一采用乙醇作為醇溶性聚丙烯酸酯樹脂溶劑會導致樹脂涂膜在成膜過程發生起皺，發白，縮孔等涂膜缺陷現象。因此，采用乙醇與其他慢揮發溶劑，如丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇或1，4-丁二醇按一定比例進行混合，可以配成揮發速率適中，從而避免涂膜缺陷現象發生。并且在醇類混合溶劑中添加一定比例助溶劑，有助于增強醇類混合溶劑與聚丙烯酸酯樹脂中極性官能團的鍵合力，提高醇溶性聚丙烯酸酯樹脂的存儲穩定性能。

丙烯酸酯樹脂是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的均聚物和與其它烯類單體的共聚物。丙烯酸酯樹脂的迅速發展是因為它具有優良的綜合性能，如它的耐久性、透明性、穩定性，也在于它可以經過配方的調節能得到不同硬度、柔韌度和其它要求的性質。合成醇溶性聚丙烯酸酯樹脂過程中，由于醇類溶劑具有較高的鏈轉移常數，降低了聚合物的聚合度，導致醇溶性聚丙烯酸酯樹脂得不到理想的分子量。因此，在合成醇溶性聚丙烯酸酯樹脂過程中，可以適當降低聚合溫度，適當減少引發劑用量，適當增加混合單體的滴加速率，適當采用半連續滴加法，以獲得具有理想分子量的醇溶性聚丙烯酸酯樹脂聚合物。