[發(fā)明專利]水分散型含氟羥基丙烯酸-環(huán)氧酯雜化體樹脂及其涂料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110397885.X
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102492100A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 包柏青;謝浩
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇柏鶴涂料有限公司
• 主分類號: C08F283/10
• 分類號: C08F283/10;C08F220/14;C08F220/18;C08F220/28;C08F220/22;C08G59/17;C08G59/16;C09D151/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水性丙烯酸樹脂，尤其涉及一種水分散型含氟羥基丙烯酸-環(huán)氧酯雜化體樹脂及其涂料，及以其為主要成膜物的涂料。

背景技術(shù)

以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及苯乙烯等乙烯基類單體為主要原料的共聚物稱為丙烯酸樹脂，以其為成膜基料的涂料稱作丙烯酸系樹脂涂料。該類涂料具有色淺、保色、保光、耐候、耐腐蝕和耐污染等優(yōu)點。水性丙烯酸類涂料具有價格低、使用安全、節(jié)省資源和能源、減少環(huán)境污染和公害等優(yōu)點，已成為當(dāng)前涂料工業(yè)的主要研究和發(fā)展方向之一。由于單組份的水性丙烯酸樹脂存在交聯(lián)密度低，耐溶劑能力較差、高溫下容易變軟和低溫下變脆等缺陷，因此單組份水性丙烯酸樹脂的應(yīng)用受到了多方面的限制。為解決這些缺陷，對水性丙烯酸樹脂進(jìn)行改性越來越得到人們的重視。

目前丙烯酸樹脂的改性技術(shù)主要有：1)物理方法，即共混法，將丙烯酸樹脂與另一組分的樹脂通過攪拌混合，所得的混合樹脂能表現(xiàn)出兩者的綜合性能。但是這種方法由于沒有進(jìn)行化學(xué)接枝，樹脂改性的程度有限。2)化學(xué)方法，此方法又可分為混合法和雜化法。混合法，是將帶有反應(yīng)基團的丙烯酸樹脂與另一種帶有反應(yīng)基團的樹脂混合，通過兩種活性基團反應(yīng)接枝，提高了樹脂的綜合性能。此方法工藝簡單，用途較廣且化學(xué)接枝率較高。雜化法，是在樹脂合成過程中將兩組分進(jìn)行化學(xué)接枝，這種方法操作復(fù)雜但接枝程度高，得到的樹脂性能優(yōu)秀，也廣泛應(yīng)用于多種涂料領(lǐng)域。

中國發(fā)明專利申請200710022379.6公開了一種玻璃漆用水溶性丙烯酸樹脂，將15wt％-57wt％丙烯酸類單體、1wt％-15wt％環(huán)氧樹脂，20wt％-80wt％1-4個C單元醇，外加0.1wt％-10wt％引發(fā)劑，在60℃-160℃進(jìn)行自由基溶液聚合，得到環(huán)氧改性丙烯酸樹脂后，加入能使pH值達(dá)到中性或近中性的中和劑，并使溶液固含量為20％-60％的水，攪拌溶解均勻。該項技術(shù)在合成過程中樹脂粘度過大，不利于生產(chǎn)，又需要高溫固化，不利于廣泛應(yīng)用。

日本日立公司也推出一種水性環(huán)氧/丙烯酸涂料，是以不飽和酸與環(huán)氧樹脂加成，再與丙烯酸共聚得到環(huán)氧/丙烯酸乳液，此產(chǎn)品需要用到較多的醇醚類助劑，VOC含量較高，漆膜在耐水及耐腐蝕性方面仍有不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種水分散型含氟羥基丙烯酸-環(huán)氧酯雜化體樹脂，此樹脂從環(huán)氧樹脂單丙烯酸酯的合成開始，配以相關(guān)丙烯酸類單體和有機氟類單體進(jìn)行自由基聚合而得。配以合適的固化劑能在低溫下實現(xiàn)固化。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于金屬防銹或玻璃裝飾的涂料，以水分散型含氟羥基丙烯酸-環(huán)氧酯雜化體樹脂為主要成膜物，提高涂料的附著力及耐腐蝕性。

本發(fā)明將環(huán)氧樹脂、脂肪酸及丙烯酸三者按摩爾比2-4∶1∶1，優(yōu)先選擇3∶1∶1，與催化劑和阻聚劑共混后先聚合制得環(huán)氧樹脂單丙烯酸酯，然后與丙烯酸類單體和有機氟類單體進(jìn)行自由基聚合制得水分散型含氟羥基丙烯酸-環(huán)氧酯雜化體樹脂。本發(fā)明所用的環(huán)氧樹脂單丙烯酸酯為15wt％-25wt％。

本發(fā)明先將丙烯酸單體中的羧基與環(huán)氧基團開環(huán)，得到環(huán)氧酯樹脂單丙烯酸酯。由于環(huán)氧酯樹脂單丙烯酸酯含有改性丙烯酸，因此在與丙烯酸類等單體進(jìn)行自由基共聚反應(yīng)時，體系相容性好，競聚率相近，一定程度上提高了共聚程度，有效的提高了接枝率。

由于氟原子與碳原子之間的共價鍵鍵能高，不僅難以被熱、光等化學(xué)因素破壞，且F原子電負(fù)性較大，能將碳原子之間形成的共價主鏈包圍，進(jìn)而形成高度的立體屏蔽，有效地提高了碳原子之間共價鍵的穩(wěn)定性。

本發(fā)明環(huán)氧樹脂如：但不僅限于E-51、E-44、E-20和E-12(環(huán)氧樹脂牌號根據(jù)GB/T1630-1989命名)。這些樹脂可以單獨使用，也可以任意選擇幾種組合使用。

本發(fā)明脂肪酸為脫水蓖麻油、桐油酸和亞麻油酸中的一種、兩種或三種。

本發(fā)明丙烯酸類單體如：但不僅限于，甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸羥基乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸月桂酯。這些單體按兩種或兩種以上組合的方式加入反應(yīng)體系，用量為60wt％-76wt％。

本發(fā)明制取環(huán)氧樹脂單丙烯酸酯，所用催化劑是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在進(jìn)行加成反應(yīng)中所常用的試劑，從教科書、試劑手冊或?qū)嶒炇謨跃湍懿榈礁鞣N適用于該步反應(yīng)的物質(zhì)作為催化劑。本發(fā)明催化劑，如：但不僅限于，氫氧化鋰、氧化鉛、三乙胺和二甲基芐胺之一種、兩種或三種以上，用量為反應(yīng)原料總量的0.8‰-1‰。