[發明專利]含有酐基官能團的固體聚丙烯酸酯類樹脂及其制備和使用方法

在審

• 申請號: 202110479181.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113121737A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 柳問林;葉維德;李文龍;張琪雯;汪海燕;華正衛;徐紅玲
• 申請（專利權）人: 鞍山潤德精細化工有限公司
• 主分類號: C08F220/14
• 分類號: C08F220/14;C08F220/18;C08F222/04;C08F218/10;C08F222/06;C08F212/08;C08F2/06;C08F2/38;C09D167/00;C09D5/03;C09D7/42;C09D7/65;C09D163/02;C09D1
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 喬麗艷

本發明的目的是提供一種含有酐基官能團的固體聚丙烯酸酯類樹脂及其制備和使用方法。本發明的樹脂以不飽和酐基功能單體、甲基丙烯酸酯類單體、丙烯酸酯類單體、丙烯酸異冰片酯和/或甲基丙烯酸異冰片酯、以及苯乙烯和/或叔碳酸乙烯酯單體為原料，采用自由基溶液聚合方法共聚而成。該樹脂與固體環氧樹脂或混合型環氧樹脂體系、TGIC粉末涂料體系、HAA粉末涂料體系配套使用，提供固化、消光、消除漆膜缺陷等一系列功能。

技術領域

本發明屬于粉末涂料材料合成技術領域，特別涉及一種含有酐基官能團的固體聚丙烯酸酯類樹脂及其制備和使用方法。

背景技術

羧基型固體聚丙烯酸酯樹脂是粉末涂料中重要的功能應用粉末，與羥基型聚酯樹脂、環氧及混合環氧型樹脂、環氧型丙烯酸樹脂等配套使用，提供固化、消光等功能，尤其是固體丙烯酸酯樹脂良好的裝飾性、抗老化性、高硬度及抗劃傷性能，使其成為粉末涂料中一類不可替代的組分，其常規合成方法是采用自由基溶液聚合的方法，將丙烯酸、甲基丙烯酸類羧基型功能單體與硬單體（甲基丙烯酸酯類、（甲基）丙烯酸-異丙片酯類、苯丙烯等）、軟單體（丙烯酸酯類）按照一定比例混配，在自由基引發條件下進行溶液混合，最后將溶劑蒸出后得到符合要求的不同酸值和軟化點的固體羧基型聚丙烯酸酯類粉末，但是此類樹脂由于自身結構性問題存在以下三大缺陷：

1、由于其中含有羧基等高極性官能團，樹脂粘度高，尤其是高酸值（AV＞100）品種更是如此，給其生產和應用帶來了諸多限制；2、由于羧基的反應活性低、及其與羥基官能團反應時生成小分子水，加熱固化時受熱逸出，影響其固化溫度和時間窗口（需要高溫烘烤和更長的烘烤時間）及漆膜表觀（容易產生針孔、彈坑等漆膜缺陷）；3、由于羧基的反應活性及其在聚丙烯酸酯類樹脂聚合物中的分布特點影響了其消光、固化效果，不能用于生產極低光澤及死光的粉末涂料品種。

發明內容

本發明的目的是提供一種含有酐基官能團的固體聚丙烯酸酯類樹脂及其制備和使用方法。酸酐型固體聚丙烯酸酯樹脂的合成方法，未見專利和文獻報道。該樹脂與固體環氧樹脂或混合型環氧樹脂體系、TGIC粉末涂料體系、HAA粉末涂料體系配套使用，提供固化、消光、消除漆膜缺陷等一系列功能。

本發明的技術方案之一為，一種含有酐基官能團的聚丙烯酸酯類樹脂，以不飽和酐基功能單體、甲基丙烯酸酯類單體、丙烯酸酯類單體、丙烯酸異冰片酯和/或甲基丙烯酸異冰片酯、以及苯乙烯和/或叔碳酸乙烯酯單體為原料，采用自由基溶液聚合方法共聚而成。

進一步的，上述含有酐基官能團的丙烯酸酯類樹脂，各種單體的質量百分比如下，總量為100%：

不飽和酐基功能單體：10~40%；

丙烯酸異冰片酯和/或甲基丙烯酸異冰片酯：10~30%；

苯乙烯和/或叔碳酸乙烯酯單體：10~25%；

甲基丙烯酸酯類單體：20~40%；

丙烯酸酯類單體：15~30%；

其中，所述不飽和酐基功能單體為納迪克酸酐，甲基納迪克酸酐，四氫苯酐、衣康酸酐和馬來酸酐及上述化合物的衍生物中的一種或多種的混合物；

所述甲基丙烯酸酯類單體為甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸正丙酯，甲基丙烯酸異丙酯，甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯中的一種或多種的混合物；

所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸異辛酯中的一種或多種的混合物。

進一步的，上述含有酐基官能團的聚丙烯酸酯類樹脂，樹脂的酸值：20-200mg·KOH/g，玻璃化溫度：45-80℃，軟化點：50-130℃，粘度為2500-6000mPa·s（190℃）。

進一步的，上述含有酐基官能團的聚丙烯酸酯類樹脂，樹脂粉末為透明、白色或淡黃色。

本發明的技術方案之二為，上述含有酐基官能團的聚丙烯酸酯類樹脂的制備方法，包括如下步驟：

1）將溶劑在氮氣保護下，加熱到85~120℃；