[發(fā)明專利]脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711116817.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN107779034B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許飛;張漢青;胡中;莊振宇;祝寶英;劉明;周麗;陳衛(wèi)東;朱柯;劉漢功;王艷艷;丁幫勇;楊光華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國海洋石油集團(tuán)有限公司;中海油常州涂料化工研究院有限公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司;中海油常州環(huán)保涂料有限公司
• 主分類號(hào): C08F220/14
• 分類號(hào): C08F220/14;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及聚合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂及其制備方法，包括脂肪酸?叔碳酸化合物加成物、脂肪酸?丙烯酸加成物類單體以及水性羥基丙烯酸樹脂的制備。先采用叔碳酸縮水甘油酯分別制備脂肪酸?叔碳酸化合物加成物和脂肪酸?丙烯酸加成物類單體；后以脂肪酸?叔碳酸化合物加成物作為反應(yīng)型稀釋劑，以脂肪酸?丙烯酸加成物類單體作為功能單體，制備脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂。由于反應(yīng)型稀釋劑脂肪酸?叔碳酸化合物加成物具有叔碳結(jié)構(gòu)，可顯著降低樹脂粘度，減少樹脂制備過程中溶劑的使用。在成膜過程中，反應(yīng)型稀釋劑與主體樹脂中含雙鍵的脂肪酸側(cè)鏈發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，提升涂層的交聯(lián)密度和綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物技術(shù)領(lǐng)域，具體領(lǐng)域?yàn)橐环N水性羥基丙烯酸樹脂。

背景技術(shù)

水性羥基丙烯酸樹脂是水性工業(yè)涂料中用量最大的水性樹脂之一。其分子鏈中含有的羥基功能基團(tuán)，可以與氨基樹脂反應(yīng)，制備水性丙烯酸-氨基烘烤型涂料；羥基也可以與異氰酸酯固化劑反應(yīng)，制備雙組份水性聚氨酯涂料。近年來，隨著涂料行業(yè)溶劑消費(fèi)稅和排污費(fèi)的征收，越來越多的涂料企業(yè)開始著手研發(fā)水性工業(yè)涂料，這勢必進(jìn)一步增加水性樹脂特別是水性羥基丙烯酸樹脂的市場需求。

通常情況下，水性羥基丙烯酸樹脂通過在醇醚類溶劑中進(jìn)行溶液聚合制備而成。采用這種方法制備的樹脂體系中仍含有一定量的溶劑。為了進(jìn)一步降低水性羥基丙烯酸樹脂中的溶劑含量，目前通用的做法是：在樹脂制備過程中，采用具有叔碳酸縮水甘油酯作為活性稀釋劑，制備水性羥基丙烯酸樹脂，達(dá)到降低溶劑用量的目的。然而，基于叔碳酸縮水甘油酯的水性涂料在成膜過程中存在的反應(yīng)型活性稀釋劑(叔碳酸縮水甘油酯)在樹脂固化過程中無法完全與主體樹脂及固化劑發(fā)生反應(yīng)，因此，在涂層固化后，這部分未反應(yīng)的小分子反應(yīng)型稀釋劑會(huì)對(duì)涂層性能產(chǎn)生不利影響。另一方面，叔碳酸縮水甘油酯可以降低樹脂制備過程中溶劑使用量，但樹脂制備過程中仍需要加入一定量的助溶劑，因此，如何在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低水性羥基丙烯酸樹脂溶劑的使用量，甚至不加溶劑，同時(shí)減少小分子的反應(yīng)型稀釋劑對(duì)涂層性能的不利影響，是目前該領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂及其制備方法，以解決如何降低水性羥基丙烯酸樹脂溶劑的使用量，甚至不加溶劑的同時(shí)減少小分子的反應(yīng)型稀釋劑對(duì)涂層性能帶來不利影響的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂，其中，所述水性羥基丙烯酸樹脂通過共同聚合而成，其原材料包括共聚單體、反應(yīng)型稀釋劑、助溶劑和引發(fā)劑；所述共聚單體包括脂肪酸-丙烯酸加成物類單體、親水型丙烯酸單體、羥基丙烯酸酯單體和非功能型乙烯基類單體；非功能型乙烯基類單體是指除親水型丙烯酸單體和羥基丙烯酸酯單體之外的乙烯基類單體；

其中，各組分用量以占所有聚合原材料總質(zhì)量的百分比計(jì)，

反應(yīng)型稀釋劑：15～45％；

助溶劑：5-15％；

脂肪酸-丙烯酸加成物類單體：3～15％；

親水型丙烯酸單體：2.5～8％；

羥基丙烯酸酯單體：1～28％；

非功能型乙烯基類單體：25～70％；

引發(fā)劑：0.1-6％。

本發(fā)明所述的脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂，其中，所述反應(yīng)型稀釋劑為脂肪酸-叔碳酸化合物加成物，由脂肪酸和叔碳酸化合物通過開環(huán)加成制備得到。

本發(fā)明所述的脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂，其中，所述脂肪酸-丙烯酸加成物類單體通過共聚反應(yīng)接入脂肪酸和叔碳酸改性水性羥基丙烯酸樹脂分子鏈中。