聚丙烯酸酯及其制备方法、涂料技术

本发明专利技术涉及一种聚丙烯酸酯的制备方法，包括：将45份～65份的硬单体、15份～35份的软单体、2份～5份的磷酸酯功能单体、10份～20份的含双键官能团的硅烷偶联剂和1.5份～2.5份的第一引发剂混合，得到混合物；提供第一溶剂，并于100℃～150℃下将混合物与第一溶剂混合，进行第一反应，得到聚丙烯酸酯，其中，聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000；以及，调节聚丙烯酸酯的黏度至2300cps～4000cps，聚丙烯酸酯的固含量为80％～85％。本发明专利技术聚丙烯酸酯的分子量低、固含量高，将其作为涂料的成膜物质时可以有效降低涂料的VOC含量。所以，本发明专利技术还提供一种聚丙烯酸酯，以及用其作为成膜物质的涂料。

Polyacrylate and its preparation method and coating

【技术实现步骤摘要】
聚丙烯酸酯及其制备方法、涂料
本专利技术涉及涂料
，特别是涉及聚丙烯酸酯及其制备方法、涂料。
技术介绍
航空领域采用的单组分丙烯酸涂料(修补漆)主要以聚丙烯酸酯作为成膜物质，但是，当前聚丙烯酸酯的分子量为几万至十几万，为降低聚丙烯酸酯至合适的施工黏度，这种高分子量的聚丙烯酸酯中有机溶剂含量高、固含量低，从而导致最终涂料的VOC含量(挥发性有机物)达到420g/L左右，不仅造成了严重的资源浪费，而且对人们特别是操作员的身体健康造成危害，不符合环保要求。此外，采用这种高分子量的聚丙烯酸酯作为成膜物质，还会导致涂料对基材的润湿较差，涂层附着力低。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种聚丙烯酸酯及其制备方法、涂料；所述聚丙烯酸酯的分子量低、固含量高，将其作为涂料的成膜物质时可以有效降低涂料的VOC含量。一种聚丙烯酸酯的制备方法，包括：将45份～65份的硬单体、15份～35份的软单体、2份～5份的磷酸酯功能单体、10份～20份的含双键官能团的硅烷偶联剂和1.5份～2.5份的第一引发剂混合，得到混合物；提供第一溶剂，并于100℃～150℃下将所述混合物与所述第一溶剂混合，进行第一反应，得到聚丙烯酸酯，其中，所述聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000；以及，调节所述聚丙烯酸酯的黏度至2300cps～4000cps，所述聚丙烯酸酯的固含量为80％～85％。在其中一个实施例中，所述磷酸酯功能单体包括丙烯酸磷酸酯单体。在其中一个实施例中，所述含双键官能团的硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、p-苯乙烯三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酸丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。在其中一个实施例中，在所述第一反应后，还包括加入第二引发剂，进行第二反应。在其中一个实施例中，加入的所述第二引发剂的重量份数为0.05份～0.1份。在其中一个实施例中，于50℃～80℃下，通过加入第二溶剂来调节所述聚丙烯酸酯的黏度。一种聚丙烯酸酯，由上述的制备方法制备得到，其中，所述聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000，黏度为2300cps～4000cps，固含量为80％～85％。一种涂料，所述涂料的成膜物质为上述的聚丙烯酸酯。在其中一个实施例中，所述涂料的挥发性有机物含量小于等于380g/L。在其中一个实施例中，以重量份数计，所述涂料包括40份～60份的成膜物质以及25份～35份的颜填料、8份～16份的第三溶剂、1份～3份的助剂。本专利技术聚丙烯酸酯的制备方法中，通过磷酸酯功能单体和硅烷偶联剂共聚单体的选择、各共聚单体用量的调整以及反应温度的匹配，使得到的聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000，极大地降低了聚丙烯酸酯的黏度，从而，将聚丙烯酸酯调节至合适的施工黏度时，可以极大的提高聚丙烯酸酯的固含量和降低有机溶剂的含量。因此，将本专利技术的聚丙烯酸酯用作涂料的成膜物质时，可以有效降低涂料的VOC含量，具体可以降至380g/L以下。同时，将本专利技术的聚丙烯酸酯作为涂料的成膜物质，还可以提高涂层对各种基材的附着力，使涂料在作为修补漆使用时，可以更好的适用于汽车、航空等领域。具体实施方式以下将对本专利技术提供的聚丙烯酸酯及其制备方法、涂料作进一步说明。数均分子量对聚合物的黏度起到决定性的作用，本专利技术通过制备低分子量的聚丙烯酸酯以提高聚丙烯酸酯的固含量和降低聚丙烯酸酯的有机溶剂含量，从而降低以其作为成膜物质的涂料的VOC含量。具体地，本专利技术提供的聚丙烯酸酯的制备方法，包括：S1、将45份～65份的硬单体、15份～35份的软单体、2份～5份的磷酸酯功能单体、10份～20份的含双键官能团的硅烷偶联剂和1.5份～2.5份的第一引发剂混合，得到混合物；S2、提供第一溶剂，并于100℃～150℃下将所述混合物与所述第一溶剂混合，进行第一反应，得到聚丙烯酸酯，其中，所述聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000；S3、以及，调节所述聚丙烯酸酯的黏度至2300cps～4000cps，所述聚丙烯酸酯的固含量为80％～85％。步骤S1中，所述硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯中的至少一种，优选为甲基丙烯酸甲酯。所述软单体包括丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸丁酯中的至少一种，优选为丙烯酸异辛酯。另外，所述磷酸酯功能单体包括丙烯酸磷酸酯单体。所述含双键官能团的硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、p-苯乙烯三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酸丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。上述共聚单体的加入，不仅可以调控聚丙烯酸酯的数均分子量，还可以提高涂层对基材的附着力。高效的引发剂可以在聚合过程中控制生成的自由基数量，以控制聚丙烯酸酯的数均分子量及其分布，所以，所述第一引发剂优选包括偶氮二异丁腈、二叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物和过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种。步骤S2中，所述第一溶剂包括丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、二氯乙烷中的至少一种，优选为乙酸丁酯。进一步地，将所述混合物通过滴加的方式分批加入所述第一溶剂中，以控制反应速度，所述第一溶剂的重量份数为5份～15份。进一步地，在所述第一反应后，还包括加入第二引发剂，并维持在100℃～150℃下进行第二反应，以除去残留的单体。其中，所述第二引发剂优选包括偶氮二异丁腈、二叔戊基过氧化物、二叔丁基过氧化物和过氧化苯甲酸叔丁酯中的至少一种，进一步选择与第一引发剂相同的引发剂，加入的所述第二引发剂的重量份数为0.05份～0.1份。为了更好的控制聚丙烯酸酯的数均分子量，进一步优选所述混合物与所述第一溶剂于110℃～120℃下进行反应。从而，本专利技术在硬单体和软单体的基础反应原料上，加入磷酸酯功能单体和含双键官能团的硅烷偶联剂作为共聚单体，通过选择特定的共聚单体、高效的引发剂以及各单体用量的调整、相匹配的反应温度，使得到的聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000，极大地降低了聚丙烯酸酯的黏度。因此，步骤S3中，将聚丙烯酸酯调节至合适的施工黏度时，可以极大的提高聚丙烯酸酯的固含量和降低有机溶剂的含量。具体地，于50℃～80℃下，通过加入第二溶剂来调节所述聚丙烯酸酯的黏度。所述第二溶剂包括丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、二氯乙烷中的至少一种，进一步选择与第一溶剂相同的溶剂。本专利技术还提供一种聚丙烯酸酯，由上述的制备方法制备得到，其中，所述聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000，黏度为2300cps～4000cps，固含量为80％～85％。本专利技术聚丙烯酸酯的数均分子量低，在2300cps～4000本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，包括：/n将45份～65份的硬单体、15份～35份的软单体、2份～5份的磷酸酯功能单体、10份～20份的含双键官能团的硅烷偶联剂和1.5份～2.5份的第一引发剂混合，得到混合物；/n提供第一溶剂，并于100℃～150℃下将所述混合物与所述第一溶剂混合，进行第一反应，得到聚丙烯酸酯，其中，所述聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000；/n以及，调节所述聚丙烯酸酯的黏度至2300cps～4000cps，所述聚丙烯酸酯的固含量为80％～85％。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，包括：
将45份～65份的硬单体、15份～35份的软单体、2份～5份的磷酸酯功能单体、10份～20份的含双键官能团的硅烷偶联剂和1.5份～2.5份的第一引发剂混合，得到混合物；
提供第一溶剂，并于100℃～150℃下将所述混合物与所述第一溶剂混合，进行第一反应，得到聚丙烯酸酯，其中，所述聚丙烯酸酯的数均分子量为7000～15000；
以及，调节所述聚丙烯酸酯的黏度至2300cps～4000cps，所述聚丙烯酸酯的固含量为80％～85％。


2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，所述磷酸酯功能单体包括丙烯酸磷酸酯单体。


3.根据权利要求1所述的聚丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，所述含双键官能团的硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、p-苯乙烯三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酸丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志华，陈锦祎，叶卫武，
申请(专利权)人：浙江传化涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33