聚酯多元醇－丙烯酸互穿網絡樹脂和高裝飾性防護塗料的製作方法
2023-09-18 22:55:15 1
專利名稱：聚酯多元醇－丙烯酸互穿網絡樹脂和高裝飾性防護塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及有機高分子領域，具體涉及一種由聚酯多元醇和丙烯酸製成的互穿網絡樹脂和含有這種樹脂的高裝飾性防護塗料。背景技術：
互穿網絡聚合物(Interpenetrating Polymer Network，簡稱IPN)，是指兩種或兩種以上互不反應的高聚物在製備時，高聚物分子相互貫穿而形成網絡體系。參與互穿的聚合物之間並未發生化學反應，而是相互交叉滲透，機械纏結，起到「強迫互溶」、「界面互穿」和「協同作用」。這種網絡間的纏結明顯地改善了體系的分散性和界面的親和性，從而提高了相對穩定性，實現了聚合物性能互補，達到改性目的。較兩種或兩種以上聚合物之間物理性混合的產物，在性能上得到了極大地提高，故也稱之為聚合物合金。
合成方法主要有分步法和同步法兩種。分步法是將已經交聯的聚合物(第一網絡)置入含有催化劑、交聯劑等的另一單體或預聚物中，使其溶脹，然後使第二單體或預聚體就地聚合併交聯形成第二網絡，所得產品稱分步互穿聚合物網絡。同步法，是將兩種或多種單體在同一反應器中按各自聚合和交聯歷程進行反應，形成同步互穿網絡。
IPN這種經典方法現在又逐步發展成為第二聚合物或單體與第一聚合物發生部分反應，使兩種聚合物既纏結又結合，形成一個聚合交聯物，其性能的改善則比經典的IPN更優。
發明內容
本發明的目的是提供一種用傳統工藝來製備綜合性能較好的聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，利用第一聚合網絡聚酯多元醇中的不飽和雙鍵與部分丙烯酸單體反應，形成聚合交聯物，用其製備性能超過一般的互穿網絡聚合物。
本發明的另一目的是提供一種上述樹脂的製備方法。
本發明還有一個目的是提供一種含有這種樹脂的性能超過一般互穿網絡聚合物的高裝飾性防護塗料。
本發明的目的可以通過以下措施達到一種聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，由以下重量份的原料組成聚酯多元醇20～30，苯乙烯20～40，丙烯酸丁脂20～40，丙烯酸羥丙脂10～35，丙烯酸1～6，過氧化苯甲醯1～5，2-甲基苯乙烯二聚體1～5。
所述的各重量份的原料混合後在100～120℃下進行共聚反應3～6小時製得聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂。
一種含有上述聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂的高裝飾性防護塗料，由三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯、聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂和顏填料組成；其中聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂與三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯的重量比為1∶2～3，顏填料為塗料總重量的5～30％。
所述的顏填料選自鈦白粉、炭黑、鉻黃、鉬鉻紅、氧化鐵、酞箐、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇或二氧化矽中的一種或幾種。
本發明的目的具體可以通過以下措施達到聚酯多元醇，其製備原料為(重量份)蓖麻油酸20～60、苯酐20～40、季戊四醇20～40；將所述組份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均勻，並於170～190℃反應4～8小時縮聚製得聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇20～30(優選25)、苯乙烯20-40、丙烯酸丁脂20-40、丙烯酸羥丙脂10-35、丙烯酸1-6、2-甲基苯乙烯二聚體1-5、過氧化苯甲醯1-5；將所述組份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羥丙脂、丙烯酸、過氧化苯甲醯、2-甲基苯乙烯二聚體進行共聚反應製得聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂。
高裝飾性防護塗料，其製備原料為聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯、顏填料。其中聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯的重量比為1∶2～3(優選1∶2.5)；顏填料為塗料總重量的5-30％，包括鈦白粉、炭黑、鉻黃、鉬鉻紅、氧化鐵系列、酞箐系列、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化矽等中的一種或幾種。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂的製備方法，具體步驟如下1.將蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均勻，並於170～190℃反應4～8小時縮聚製得酸值為5～30mgKOH/g的聚酯多元醇。
2.將聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥丙脂、丙烯酸、2-甲基苯乙烯二聚體、過氧化苯甲醯混合均勻，並於100℃聚合3-6小時製得聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂。
高裝飾性防護塗料的製備方法，具體步驟如下方案一，烘乾型高裝飾性防護塗料將聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂按重量比為1∶2～3(優選1∶2.5)混合，再加入所需要的顏填料，並分散均勻密閉包裝。
方案二，常溫乾燥型高裝飾性防護塗料將聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂及所需要的顏填料混合，並分散均勻後密閉包裝作為一個組份；將多異氰酸酯密閉包裝作為另一個組份。使用時兩組份按聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂與多異氰酸酯重量比為1∶2～3(優選1∶2.5)混合。
經過實驗，該塗料的乾燥時間烘乾型130℃/15min，常溫乾燥型表幹0.5h；實幹12h；光澤96％；劃格試驗1級；鉛筆硬度2H；耐水性240h；耐鹽水性240h；鮮映性，Gd值達0.8；人工加速老化800h。
該塗料具有的互穿網絡(IPN)結構，綜合了聚酯多元醇樹脂對顏料優良的潤溼分散性和丙烯酸樹脂塗層的耐候性、裝飾性，從而提供了塗層的裝飾性、耐候性、耐化學介質性。比單一的聚酯多元醇聚合物、丙烯酸配製的塗料性能優異。適用於交通車輛、工程機械、電器設備等表面的塗覆。
具體實施例方式
實施例1聚酯多元醇，其製備原料為(重量份)蓖麻油酸40、苯酐40、季戊四醇20；將所述組份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均勻，並在180℃反應4～8小時縮聚製得酸值為15～20mgKOH/g的聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇25、苯乙烯20、丙烯酸丁脂20、丙烯酸羥丙脂25、丙烯酸3、過氧化苯甲醯1、2-甲基苯乙烯二聚體5；將所述組份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羥丙脂、丙烯酸、過氧化苯甲醯、2-甲基苯乙烯二聚體於120℃進行共聚反應3-6小時製得聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂。
實施例2聚酯多元醇，其製備原料為(重量份)蓖麻油酸20、苯酐40、季戊四醇40；將所述組份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均勻，並在180℃反應4～8小時縮聚製得酸值為20～25mgKOH/g的聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇20、苯乙烯40、丙烯酸丁脂30、丙烯酸羥丙脂10、丙烯酸1、過氧化苯甲醯5、2-甲基苯乙烯二聚體1；將所述組份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羥丙脂、丙烯酸、過氧化苯甲醯、2-甲基苯乙烯二聚體於100℃進行共聚反應3-6小時製得聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂。
實施例3聚酯多元醇，其製備原料為(重量份)蓖麻油酸60、苯酐20、季戊四醇20；將所述組份的蓖麻油酸、苯酐、季戊四醇混合均勻，並在180℃反應4～8小時縮聚製得酸值為10～15mgKOH/g的聚酯多元醇。
聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇30、苯乙烯30、丙烯酸丁脂40、丙烯酸羥丙脂35、丙烯酸6、過氧化苯甲醯3、2-甲基苯乙烯二聚體3；將所述組份的聚酯多元醇、苯乙烯、丙烯酸丁脂、丙烯酸羥丙脂、丙烯酸、過氧化苯甲醯、2-甲基苯乙烯二聚體於110℃進行共聚反應3-6小時製得聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂。
實施例4烘乾型高裝飾性防護塗料，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂60(實施例1)，三聚氰胺甲醛樹脂24，鈦白粉30。將聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂混合，再加入顏填料，並分散均勻密閉包裝。
實施例5常溫乾燥型高裝飾性防護塗料，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂60(實施例2)，多異氰酸酯24，鈦白粉30。將聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂及顏填料混合，並分散均勻後密閉包裝作為一個組份；將多異氰酸酯密閉包裝作為另一個組份。使用時兩組份按聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂與多異氰酸酯重量比為1∶2.5混合。
實施例6烘乾型高裝飾性防護塗料，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂59(實施例3)，三聚氰胺甲醛樹脂25，炭黑4.5。將聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂混合，再加入顏填料，並分散均勻密閉包裝。
實施例7常溫乾燥型高裝飾性防護塗料，其製備原料為(重量份)聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂60(實施例1)，多異氰酸酯24，碳酸鈣36。將聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂及顏填料混合，並分散均勻後密閉包裝作為一個組份；將多異氰酸酯密閉包裝作為另一個組份。使用時兩組份按聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂與多異氰酸酯重量比為1∶2.5混合。
權利要求
1.一種聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂，其特徵在於所述的樹脂由以下重量份的原料組成聚酯多元醇20～30，苯乙烯20～40，丙烯酸丁脂20～40，丙烯酸羥丙脂10～35，丙烯酸1～6，過氧化苯甲醯1～5，2-甲基苯乙烯二聚體1～5。
2.一種製備權利要求1所述的樹脂的方法，其特徵在於將所述的各重量份的原料混合後在100～120℃下進行共聚反應3～6小時製得聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂。
3.一種含有權利要求1所述的聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂的高裝飾性防護塗料，其特徵在於所述的防護塗料由三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯、聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂和顏填料組成；其中聚酯多元醇-丙烯酸互穿網絡樹脂與三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯的重量比為1∶2～3，顏填料為塗料總重量的5～30％。
4.根據權利要求3所述的防護塗料，其特徵在於所述的顏填料選自鈦白粉、炭黑、鉻黃、鉬鉻紅、氧化鐵、酞箐、滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇或二氧化矽中的一種或幾種。
全文摘要
本發明公開了一種聚酯多元醇－丙烯酸互穿網絡樹脂以及含有這種樹脂的高裝飾性防護塗料，其中樹脂由聚酯多元醇20～30，苯乙烯20～40，丙烯酸丁脂20～40，丙烯酸羥丙脂10～35，丙烯酸1～6，過氧化苯甲醯1～5，2－甲基苯乙烯二聚體1～5重量份的原料組成。防護塗料由三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯、聚酯多元醇－丙烯酸互穿網絡樹脂和顏填料組成。該樹脂具有的互穿網絡結構，改善了丙烯酸聚合物對顏料的潤溼分散性，它與三聚氰胺甲醛樹脂或多異氰酸酯配合形成聚合物合金，提高了塗層的緻密性和裝飾性；在塗層的光澤和耐化學介質等性能方面有所提高，比單一的聚酯多元醇或丙烯酸聚合物優異。
文檔編號C09D133/00GK101070368SQ200710022329
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月14日 優先權日2007年5月14日
發明者李純, 張來娣, 王仁祥, 邱繞生 申請人:江蘇長江塗料有限公司