一种环二醇改性丙烯酸树脂、改性丙烯酸涂料和改性丙烯酸面漆的制作方法

    专利2025-04-08  9


    本发明属于涂料,涉及一种环二醇改性丙烯酸树脂、改性丙烯酸涂料和改性丙烯酸面漆。


    背景技术:

    1、传统的丙烯酸树脂具有较好的保光保色性能,但是,传统丙烯酸类油漆漆膜耐化学品性能相对较差,漆膜外观干瘪丰满度差,抗石击以及耐擦伤性等都表现出较差的性能;油漆固体份含量低,voc含量较高。使得传统的丙烯酸树脂涂料不能很好的匹配接触汽油或其他有机溶剂的机器设备表面的涂装,更不适合于对漆膜性能要求更高的航空器表面的涂装。且随着voc排放管控收紧,要实现对成本、合规和产品性能进行平衡,显然具有极大的挑战性。

    2、同时,由于传统丙烯酸树脂涂料漆膜具有较差的耐擦伤性能,漆膜容易受到大自然中石子、沙粒、树脂等物质的碰撞或刮擦,从而损坏漆膜的完整性,显著降低了漆膜的使用寿命和装饰效果,增加了设备漆膜翻新频率,翻新工艺繁杂,增加了劳动量和各种原材料的成本。


    技术实现思路

    1、为了克服现有技术的不足,本发明的第一个目的在于提供一种环二醇改性丙烯酸树脂,丙烯酸树脂通过环二醇改性,使得丙烯酸树脂中带有环二醇官能团,作为面漆的成膜物质,显著提升涂料漆膜的耐擦伤性和耐候性以及耐化性,有效提升漆膜的使用寿命和装饰保护周期。

    2、本发明的第二个目的是为了提供一种改性丙烯酸涂料。

    3、本发明的第三个目的是为了提供一种改性丙烯酸面漆。

    4、实现本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到:

    5、一种环二醇改性丙烯酸树脂,丙烯酸酯类单体、环二醇改性剂和卤代醇聚合得到环二醇改性丙烯酸树脂。

    6、进一步的,聚合包括以下步骤:

    7、步骤1):环二醇改性剂与卤代醇在碱性环境及催化条件下,溶剂中进行反应得到中间体1;

    8、步骤2):丙烯酸酯类单体在引发剂条件下发生聚合反应得到中间体2;

    9、步骤3):中间体1和中间体2酯化聚合,得到所述环二醇改性丙烯酸树脂。

    10、进一步的,步骤3)聚合反应的过程为:将中间体1、中间体2混合后加入溶剂与叔胺的混合液中,然后升温至第四温度保温进行酯化聚合,测聚合物酸价低于2mgkoh/g为合格,得到所述环二醇改性丙烯酸树脂。

    11、进一步的,所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的组合物。

    12、进一步的,所述环二醇改性剂为1,2-环己二醇、反-1,2-二甲基-1,2-环己二醇或1,3-环丁二醇及其衍生物中的一种或两种以上的组合物;优选的,所述环二醇改性剂为2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇。

    13、进一步的,所述卤代醇为烯丙基类卤代醇、2-溴乙醇、亚乙基溴醇、(r)-1-(4-苄氧基-3-硝基苯基)-2-溴乙醇中的一种或两种以上的组合物;优选的,所述卤代醇为2-溴乙醇。

    14、进一步的,所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化2-乙基己基酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯中的一种或两种以上的组合物;优选的,所述引发剂为过氧化二苯甲酰。

    15、进一步的,步骤1)中,所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或两种的组合物;优选的,所述碱为氢氧化钾。

    16、进一步的,所述催化剂为铂含量为1.5%的催化剂。

    17、进一步的,所述溶剂为水。

    18、进一步的,所述环二醇改性剂、卤代醇、碱、溶剂的摩尔比为0.1:(0.1~0.2):(0.1~0.16):(5~8)。

    19、进一步的,反应在第一温度下进行,第一温度为110℃~130℃,反应的时间为1.5~2h。

    20、进一步的,步骤2)中,所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的组合物,其摩尔比依次为(0.006~0.01):(0.5~1.1):(0.6~1.1)。

    21、进一步的,步骤3)中,中间体1与中间体2的摩尔比为(0.95~1.0):1。

    22、进一步的,所述叔胺为n,n-羟甲基苄胺、十二叔胺、十四叔胺中的一种或两种以上的组合物。

    23、进一步的,所述溶剂为二甲苯。

    24、进一步的,步骤2)中聚合反应在第二温度下进行,第二温度为120℃~130℃;反应时间为0.5~2h。

    25、进一步的,第三温度为195~210℃,保温时间为2~2.5h。

    26、实现本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到:

    27、一种改性丙烯酸涂料,所述涂料包括成膜物质、颜料、助剂和溶剂;其中,所述成膜物质为上述任一所述的环二醇改性丙烯酸树脂。

    28、进一步的,以重量份数计,成膜物质为55份~65份,颜料为2~30份,助剂为2~8份,溶剂为8~20份。

    29、进一步的,所述颜料包括有机颜料或无机颜料中的一种或两种以上的组合物。

    30、进一步的,所述助剂包括分散剂、防沉剂、流平剂、紫外线吸收剂或附着力促进剂中的一种或两种以上的组合物。

    31、进一步的,所述溶剂为有机溶剂。

    32、实现本发明的第三个目的可以通过采取如下技术方案达到:

    33、一种改性丙烯酸面漆,包括上述任一所述的改性丙烯酸涂料和固化剂;所述改性丙烯酸涂料跟固化剂的重量配比为100:(30~50)。

    34、相比现有技术,本发明的有益效果在于:

    35、1、本发明一种环二醇改性丙烯酸树脂,其结构式中包含的环二醇结构让丙烯酸树脂溶解性更佳,与高性能涂料配方中的其他成分具有很好的兼容性,让涂料以更低的粘度获得更高的固含量;环二醇中带有的醇羟基有助于提高漆膜的耐污渍和耐化学性能,并赋予最终的涂料水解稳定性。脂肪环结构在保证聚合物硬度和刚性的同时,即使在低于玻璃化转变温度的情况下,使其仍然具有优异的柔韧性;因此赋予丙烯酸树脂很好的外观、耐化性及应力松弛等性能。

    36、2、本发明一种改性丙烯酸涂料及面漆,成膜物质为环二醇改性丙烯酸树脂,赋予丙烯酸树脂很好的外观、耐化性及应力松弛等性能。不仅传承了传统丙烯酸涂料固有的特性,而且改善了其耐化性、耐候性、耐擦伤性、低温柔韧性等,同时,增强了树脂的耐水解性能;在提升漆膜玻璃转化温度的同时,显著提升了漆膜的柔韧性,特别是低温柔韧性;因此本发明的改性丙烯酸面漆不仅可以用于耐化性要求较高的设备,还能够适用于对漆膜性能要求更高的航空器表面的涂装,例如高铁、飞机等。



    技术特征:

    1.一种环二醇改性丙烯酸树脂,其特征在于,丙烯酸酯类单体、环二醇改性剂和卤代醇聚合得到环二醇改性丙烯酸树脂。

    2.根据权利要求1所述的一种环二醇改性丙烯酸树脂,其特征在于,聚合包括以下步骤:

    3.根据权利要求2所述的一种环二醇改性丙烯酸树脂,其特征在于,

    4.根据权利要求2或3所述的一种环二醇改性丙烯酸树脂,其特征在于,

    5.根据权利要求2或3所述的一种环二醇改性丙烯酸树脂,其特征在于,

    6.根据权利要求3所述的一种环二醇改性丙烯酸树脂,其特征在于,

    7.一种改性丙烯酸涂料,其特征在于,所述涂料包括成膜物质、颜料、助剂和溶剂;其中,所述成膜物质为权利要求1-6任一项所述的环二醇改性丙烯酸树脂。

    8.根据权利要求7所述的一种改性丙烯酸涂料,其特征在于,以重量份数计,成膜物质为55份~65份,颜料为2~30份,助剂为2~8份,溶剂为8~20份。

    9.根据权利要求7或8所述的一种改性丙烯酸涂料,其特征在于,

    10.一种改性丙烯酸面漆,其特征在于,包括权利要求7-9任一项所述的改性丙烯酸涂料和固化剂;所述改性丙烯酸涂料跟固化剂的重量配比为100:(30~50)。


    技术总结
    一种环二醇改性丙烯酸树脂、改性丙烯酸涂料和改性丙烯酸面漆,该环二醇改性丙烯酸树脂结构中包含的环二醇结构改善了丙烯酸树脂的性能。用于改性丙烯酸涂料及面漆,不仅传承了传统丙烯酸涂料固有的特性,而且改善了其耐化性、耐候性、耐擦伤性、低温柔韧性,还增强了树脂的耐水解性能;提升漆膜玻璃转化温度的同时,显著提升了漆膜的柔韧性,特别是低温柔韧性;因此本发明的改性丙烯酸面漆不仅可以用于耐化性要求较高的设备,还能够适用于对漆膜性能要求更高的航空器表面的涂装,例如高铁、飞机等。

    技术研发人员:刘鹏,陈云,易明建,王朋朋
    受保护的技术使用者:中华制漆(新丰)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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