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1、(10)申请公布号 CN 102219878 A (43)申请公布日 2011.10.19 CN 102219878 A *CN102219878A* (21)申请号 201110131605.0 (22)申请日 2011.05.20 C08F 220/14(2006.01) C08F 220/28(2006.01) C08F 220/24(2006.01) C08F 220/18(2006.01) C09D 133/12(2006.01) (71)申请人 锦州惠发天合化学有限公司 地址 121016 辽宁省锦州市太和区解放西路 100 号 (72)发明人 魏宣 魏潇 金菁 (74)专利代理机。
2、构 锦州辽西专利事务所 21225 代理人 李辉 (54) 发明名称 一种羟基丙烯酸树脂及其制备方法和应用 (57) 摘要 一 种 羟 基 丙 烯 酸 树 脂 及 其 制 备 方 法 和 应 用, 所 述 的 羟 基 丙 烯 酸 树 脂 结 构 式 为 : 其中 n=4,6,8, R1、 R2中 C 数 之 和 为 9,分 子 量 为 10000-20000 ; 其制备方法为 : 在氮气环境保护 下, 先在反应容器中加入溶剂和反应性溶剂, 升温 到 150-160; 将丙烯酸、 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸 乙酯、 丙烯酸羟乙酯、 全氟烷基乙基丙烯酸酯类单 体与引发剂混合均匀, 滴加 3-4 小时。
3、 ; 保温 1.5-2 小时 ; 然后降温至 40-70出料, 制得羟基丙烯酸 树脂。本发明制得的羟基丙烯酸树脂与固化剂形 成的漆膜既具备丙烯酸聚氨酯的特性, 同时还具 有氟碳涂料的特性。制得的羟基丙烯酸树脂在常 温常压下反应就可顺利进行, 生产成本低, 在常温 下能固化, 可应用于船舶, 集装箱、 钻井平台、 钢结 构防腐、 高层建筑外墙涂料等领域。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 8 页 CN 102219887 A1/1 页 2 1. 一种羟基丙烯酸树脂, 其特征是结构式如下 : 其中, n=4,6,8, R。
4、1、 R2中 C 数之和为 9, 分子量为 10000-20000。 2. 根据权利要求 1 所述的羟基丙烯酸树脂的制备方法, 其特征是具体步骤如下 : 整个反应在氮气环境保护下进行 (1) 按照重量份数计, 先在反应容器中加入溶剂 30-50 份和反应性溶剂 5-10 份, 升温 到 150-160, 所述溶剂为二甲苯和乙二醇乙醚醋酸酯混和溶剂, 二甲苯和乙二醇乙醚醋酸 酯的质量比为 4-5 : 1, 反应性溶剂为叔碳酸缩水甘油酯 ; (2) 将丙烯酸 1.8-3.3 份、 甲基丙烯酸甲酯 21-25 份、 丙烯酸乙酯 10-15 份、 丙烯酸羟乙 酯 8.5-13.5 份、 全氟烷基乙基丙。
5、烯酸酯类单体 5-8 份与引发剂 1.0-2.0 份混合均匀, 滴加 3-4 小时, 所述引发剂为二叔丁基过氧化物 ; (3) 保温 1.5-2.0 小时 ; (4) 然后降温至 40-70出料, 制得羟基丙烯酸树脂。 3. 根据权利要求 2 所述的羟基丙烯酸树脂的制备方法, 其特征是所述的全氟烷基乙基 丙烯酸酯类单体为全氟丁基乙基丙烯酸酯、 全氟己基乙基丙烯酸酯、 全氟辛基乙基丙烯酸 酯中的一种。 4. 根据权利要求 1 所述的羟基丙烯酸树脂作为涂料的应用。 5. 根据权利要求 4 所述的羟基丙烯酸树脂作为涂料的应用, 其特征是具体步骤如下 : (1) 用溶剂调整上述羟基丙烯酸树脂粘度, 涂。
6、 -4 杯测 10010 秒, 作为成膜物质, 所述 的溶剂为甲苯或二甲苯 ; (2) 用钛白粉做颜料和填料, 按质量百分比计, 成膜物质 : 钛白粉 =60%-80% : 40%-20% 混 合配制, 用分散机搅匀 ; (3) 通过砂磨机研磨至细度在 20 微米以下, 制得羟基丙烯酸酯料浆 ; (4) 羟基丙烯酸酯料浆与脂肪族异氰酸酯固化剂以 n-OH:n-NCO=1:1.03 的配比关系制成羟 基丙烯酸酯涂料, 所述脂肪族异氰酸酯固化剂为六亚甲基 -1,6 二异氰酸酯三聚体。 权 利 要 求 书 CN 102219878 A CN 102219887 A1/8 页 3 一种羟基丙烯酸树脂及。
7、其制备方法和应用 技术领域 0001 本发明涉及一种羟基丙烯酸树脂及其制备方法和应用。 背景技术 0002 近几年来, 由于丙烯酸涂料具有十分突出的漆膜色浅, 水白透明, 耐黄变性, 耐磨 性, 防霉性, 保光保色性等特点, 发展极为迅速 ; 丙烯酸树脂以其独有的优势广泛的用作汽 车漆、 摩托车漆、 塑胶漆、 木器漆、 五金烤漆、 建筑涂料、 防火涂料的原料。 0003 烯酸聚氨酯漆膜虽然具有众多的优异性能, 如机械性能优良、 高丰满度、 高弹性及 高硬度等, 但该涂膜的耐候性无法与氟碳涂料的耐候性相提并论。而氟碳树脂存在反应条 件苛刻, 反应设备昂贵, 树脂成本高, 漆膜在常温下固化难度大的。
8、劣势。 发明内容 0004 本发明要解决的技术问题是提供一种羟基丙烯酸树脂及其制备方法和应用。 该树 脂在常温常压条件下合成, 可与固化剂在室温下成膜, 漆膜的机械性能优异、 光泽度高、 耐 化学品稳定性强、 表面性能低、 耐老化性能高, 使用方法简便。 0005 本发明的技术解决方案是 : 一种羟基丙烯酸树脂, 其特殊之处是结构式如下 : 其中, n=4,6,8, R1、 R2中 C 数之和为 9, 分子量为 10000-20000。 0006 上述羟基丙烯酸树脂的制备方法, 其特殊之处是具体步骤如下 : 整个反应在氮气环境保护下进行 (1) 按照重量份数计, 先在反应容器中加入溶剂 30-。
9、50 份和反应性溶剂 5-10 份, 升温 到 150-160, 所述溶剂为二甲苯和乙二醇乙醚醋酸酯混和溶剂, 二甲苯和乙二醇乙醚醋酸 酯的质量比为 4-5 : 1, 反应性溶剂为叔碳酸缩水甘油酯 ; (2) 将丙烯酸 1.8-3.3 份、 甲基丙烯酸甲酯 21-25 份、 丙烯酸乙酯 10-15 份、 丙烯酸羟乙 酯 8.5-13.5 份、 全氟烷基乙基丙烯酸酯类单体 5-8 份与引发剂 1.0-2.0 份混合均匀, 滴加 3-4 小时, 所述引发剂为二叔丁基过氧化物 ; (3) 保温 1.5-2.0 小时 ; (4) 然后降温至 40-70出料, 制得羟基丙烯酸树脂。 0007 上述的全氟。
10、烷基乙基丙烯酸酯类单体为全氟丁基乙基丙烯酸酯、 全氟己基乙基丙 烯酸酯、 全氟辛基乙基丙烯酸酯中的一种。 0008 上述的羟基丙烯酸树脂作为涂料原料的应用。 说 明 书 CN 102219878 A CN 102219887 A2/8 页 4 0009 上述的羟基丙烯酸树脂作为涂料原料的应用, 其具体步骤如下 : (1) 用溶剂调整上述羟基丙烯酸树脂粘度, 涂 -4 杯测 10010 秒, 作为成膜物质, 所述 的溶剂为甲苯或二甲苯 ; (2) 用钛白粉做颜料和填料, 按质量百分比计, 成膜物质 : 钛白粉 =60%-80% : 40%-20% 混 合配制, 用分散机搅匀 ; (3) 通过砂磨。
11、机研磨至细度在 20 微米以下, 制得羟基丙烯酸酯料浆 ; (4) 羟基丙烯酸酯料浆与脂肪族异氰酸酯固化剂以 n-OH:n-NCO=1:1.03 的配比关系制成羟 基丙烯酸酯涂料, 所述脂肪族异氰酸酯固化剂为六亚甲基 -1,6 二异氰酸酯三聚体。 0010 本发明中加入的溶剂可溶解树脂, 降低树脂的黏度 ; 丙烯酸、 甲基丙烯酸甲酯、 丙 烯酸乙酯、 丙烯酸羟乙酯、 全氟烷基乙基丙烯酸酯类单体可调节树脂的软硬程度及树脂的 柔韧性 ; 引发剂在聚合反应中能引起单体分子活化而产生自由基。 与现有技术相比, 本发明 制得的羟基丙烯酸树脂与脂肪族异氰酸酯固化剂配制成的漆膜既具备了丙烯酸聚氨酯的 特性,。
12、 如漆膜干燥快、 光泽度强、 硬度大、 耐冲击性好、 抗弯曲等物理性能特点 ; 同时还具有 氟碳涂料的特性, 通过含氟基团的引入提高了漆膜的耐候性。 由于树脂中有 C-F 键, F 原 子半径大, 数量多, 紧密的排列在聚合物外层, 将键能小的C-C和C-H键屏蔽起来, 因此该树 脂表面能低, 树脂的憎水性明显提高, 能有效减少水及其他化学液体对漆膜的破坏, 并且在 氟的保护下取得较好的耐候性。全氟烷基乙基丙烯酸酯在我公司的批量生产, 为丰富丙烯 酸聚氨酯的品种奠定了基础, 使含氟丙烯酸聚氨酯漆膜既具有丙烯酸聚氨酯的优点, 同时 还具有氟碳树脂的耐候性能。 该树脂在常温常压下反应就可顺利制备,。
13、 生产成本低, 在常温 下就能固化, 可用作船舶, 集装箱、 钻井平台、 钢结构防腐、 高层建筑外墙涂料的原料。本发 明所得的羟基丙烯酸树脂的特性如表 1 所示, 以羟基丙烯酸树脂为原料所制得的涂料的性 能如表 2 所示。 说 明 书 CN 102219878 A CN 102219887 A3/8 页 5 具体实施方式 0011 实施例 1 原料投配表 整个反应在氮气环境保护下进行 (1) 按照原料投配表先在反应器中加入二甲苯、 乙二醇乙醚醋酸酯和叔碳酸缩水甘油 说 明 书 CN 102219878 A CN 102219887 A4/8 页 6 酯, 升温到 155 ; (2) 将丙烯酸、。
14、 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸丁酯、 丙烯酸羟乙酯、 全氟丁基乙基丙烯酸酯与 二叔丁基过氧化物混合均匀, 滴加 3.5 小时 ; (3) 保温 1.5 小时 ; (4) 然后降温至 40出料, 制得羟基丙烯酸树脂, 其分子量为 15000, 所得的羟基丙烯 酸树脂的特性见表 3。 0012 所述的羟基丙烯酸树脂作为涂料原料的应用, 其具体步骤如下 : (1) 用二甲苯调整羟基丙烯酸树脂粘度, 涂 -4 杯测 100 秒, 作为成膜物质 ; (2) 用钛白粉做颜料和填料, 加入成膜物质 80g, 钛白粉 20g, 用分散机搅匀 ; (3) 再通过砂磨机研磨, 至细度在 20 微米以下, 制得羟基丙烯。
15、酸酯料浆 ; (4) 配漆时, 用上述料浆 100g, 配脂肪族异氰酸酯固化剂六亚甲基 -1,6 二异氰酸酯三 聚体 20.5g, 制得羟基丙烯酸酯涂料 ; (5) 按国家标准制成样板、 样棒, 检测其性能, 见表 4。 0013 实施例 2 原料投配表 整个反应在氮气环境保护下进行 (1) 按照原料投配表先在反应器中加入二甲苯、 乙二醇乙醚醋酸酯和叔碳酸缩水甘油 酯, 升温到 150 ; (2) 将丙烯酸、 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸丁酯、 丙烯酸羟乙酯、 全氟丁基乙基丙烯酸酯与 二叔丁基过氧化物混合均匀, 滴加 3.0 小时 ; (3) 保温 1.5 小时 ; (4) 然后降温至 65出料,。
16、 制得羟基丙烯酸树脂, 其分子量为 10000, 所得的羟基丙烯 酸树脂的特性见表 3。 0014 所述的羟基丙烯酸树脂作为涂料原料的应用, 其具体步骤如下 : 说 明 书 CN 102219878 A CN 102219887 A5/8 页 7 (1) 用二甲苯调整羟基丙烯酸树脂粘度, 涂 -4 杯测 90 秒, 作为成膜物质 ; (2) 用钛白粉做颜料和填料, 加入成膜物质 60g, 钛白粉 40g, 用分散机搅匀 ; (3) 再通过砂磨机研磨, 至细度在 20 微米以下, 制得羟基丙烯酸酯料浆 ; (4) 配漆时, 用上述料浆 100g, 配脂肪族异氰酸酯固化剂六亚甲基 -1,6 二异氰。
17、酸酯三 聚体 12.8g, 制得羟基丙烯酸酯涂料 ; (5) 按国家标准制成样板、 样棒, 检测其性能, 见表 4。 0015 实施例 3 原料投配表 整个反应在氮气环境保护下进行 (1) 按照原料投配表先在反应器中加入二甲苯、 乙二醇乙醚醋酸酯和叔碳酸缩水甘油 酯, 升温到 160 ; (2) 将丙烯酸、 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸丁酯、 丙烯酸羟乙酯、 全氟丁基乙基丙烯酸酯与 二叔丁基过氧化物混合均匀, 滴加 4.0 小时 ; (3) 保温 2.0 小时 ; (4) 然后降温至 70出料, 制得羟基丙烯酸树脂, 其分子量为 20000, 所得的羟基丙烯 酸树脂的特性见表 3。 0016 所述。
18、的羟基丙烯酸树脂作为涂料原料的应用, 其具体步骤如下 : (1) 用二甲苯调整羟基丙烯酸树脂粘度, 涂 -4 杯测 110 秒, 作为成膜物质 ; (2) 用钛白粉做颜料和填料, 加入成膜物质 70g, 钛白粉 30g, 用分散机搅匀 ; (3) 再通过砂磨机研磨, 至细度在 20 微米以下, 制得羟基丙烯酸酯料浆 ; (4) 配漆时, 用上述料浆 100g, 配脂肪族异氰酸酯固化剂六亚甲基 -1,6 二异氰酸酯三 聚体 21.0g, 制得羟基丙烯酸酯涂料 ; (5) 按国家标准制成样板、 样棒, 检测其性能, 见表 4。 0017 实施例 4 说 明 书 CN 102219878 A CN 。
19、102219887 A6/8 页 8 原料投配表 整个反应在氮气环境保护下进行 (1) 按照原料投配表先在反应器中加入二甲苯、 乙二醇乙醚醋酸酯和叔碳酸缩水甘油 酯, 升温到 150 ; (2) 将丙烯酸、 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸丁酯、 丙烯酸羟乙酯、 全氟丁基乙基丙烯酸酯与 二叔丁基过氧化物混合均匀, 滴加 3.0 小时 ; (3) 保温 1.5 小时 ; (4) 然后降温至 50出料, 制得羟基丙烯酸树脂, 其分子量为 10000, 所得的羟基丙烯 酸树脂的特性见表 3。 0018 所述的羟基丙烯酸树脂作为涂料原料的应用, 其具体步骤如下 : (1) 用二甲苯调整羟基丙烯酸树脂粘度, 涂。
20、 -4 杯测 100 秒, 作为成膜物质 ; (2) 用钛白粉做颜料和填料, 加入成膜物质 60g, 钛白粉 40g, 用分散机搅匀 ; (3) 再通过砂磨机研磨, 至细度在 20 微米以下, 制得羟基丙烯酸酯料浆 ; (4) 配漆时, 用上述料浆 100g, 配脂肪族异氰酸酯固化剂六亚甲基 -1,6 二异氰酸酯三 聚体 12.8g, 制得羟基丙烯酸酯涂料 ; (5) 按国家标准制成样板、 样棒, 检测其性能, 见表 4。 0019 实施例 5 原料投配表 说 明 书 CN 102219878 A CN 102219887 A7/8 页 9 整个反应在氮气环境保护下进行 (1) 按照原料投配表。
21、先反应器中加入二甲苯、 乙二醇乙醚醋酸酯和叔碳酸缩水甘油酯, 升温到 155 ; (2) 将丙烯酸、 甲基丙烯酸甲酯、 丙烯酸丁酯、 丙烯酸羟乙酯、 全氟丁基乙基丙烯酸酯与 二叔丁基过氧化物混合均匀, 滴加 3.5 小时 ; (3) 保温 1.5 小时 ; (4) 然后降温至 40出料, 制得羟基丙烯酸树脂, 其分子量为 11000, 所得的羟基丙烯 酸树脂的特性见表 3。 0020 所述的羟基丙烯酸树脂作为涂料原料的应用, 其具体步骤如下 : (1) 用二甲苯调整羟基丙烯酸树脂粘度, 涂 -4 杯测 100 秒, 作为成膜物质 ; (2) 用钛白粉做颜料和填料, 加入成膜物质 80g, 钛白。
22、粉 20g, 用分散机搅匀 ; (3) 再通过砂磨机研磨, 至细度在 20 微米以下, 制得羟基丙烯酸酯料浆 ; (4) 配漆时, 用上述料浆 100g, 配脂肪族异氰酸酯固化剂六亚甲基 -1,6 二异氰酸酯三 聚体 17.1g, 制得羟基丙烯酸酯涂料 ; (5) 按国家标准制成样板、 样棒, 检测其性能, 见表 4。 说 明 书 CN 102219878 A CN 102219887 A8/8 页 10 0021 由上表可以看出, 本发明羟基丙烯酸酯与颜料制成料浆与脂肪族异氰酸酯固化剂 按 n-OH:n-NCO=1:1.03 的配比关系配漆, 漆膜的各项性能优异, 它不仅结合了丙烯酸聚氨酯涂 料机械性能良好, 光泽度高的优点, 又体现了氟涂料的耐化学品性好, 耐候性佳的特点, 可 应用于汽车面漆、 罩光漆、 船舶、 石油钻井平台、 通讯设备防雨损等领域, 另外还可应用到重 防腐领域, 如 : 化工机械设备、 石油管道、 暴露在室外的钢结构设备等。 说 明 书 CN 102219878 A 。